牛在中国农耕文明中具有重要地位，也是中国历法中十二生肖之一。牛的种类繁多，其驯化与主要农作物的驯化密切相关。小麦的驯化主要在黄河流域，与黄牛的驯化相铺相成，而水稻的驯化主要发生在珠江和长江流域，与水牛的驯化相铺相成，先祖对黄牛和水牛的驯化主要是使役性的开发，用于小麦和水稻的耕种和收获。
那么，与栽培水稻相伴的水牛是如何驯化的？
撰文 | 刘庆友 研究员（广西大学）
我国是历史悠久的文明古国，地域辽阔，人口繁盛，先民靠勤劳和智慧积淀了深厚的农耕文化，数千年来不仅解决了人们的吃饭问题，而且滋润了中华文明的根脉不断延续发展。先民不断培植各种作物，驯化各种动物，并逐渐形成了野生麦——栽培小麦、野生稻——栽培稻、野猪——家猪、野生牛——家养牛四大农耕文明支柱。小麦的驯化主要在黄河流域，与黄牛的驯化相辅相成，而水稻的驯化主要发生在珠江和长江流域，与水牛的驯化相辅相成，先祖对黄牛和水牛的驯化主要是使役性的开发，用于小麦和水稻的耕种和收获。
韩斌院士团队经过研究证明，亚洲栽培稻粳稻为单起源于中国珠江流域，通过全基因组比较分析，推测人类祖先首先在广西的珠江流域，利用当地的野生稻种，经过漫长的人工选择，驯化出了粳稻，随后往北逐渐扩散。而往南扩散中的一支，进入了东南亚，在当地与野生稻种杂交，经历了第二次驯化，产生了籼稻。随后研究人员在广西隆安县娅怀洞遗址中发现了距今约1万6千多年前的稻类遗存，这是我国目前为止发现的最早人类使用稻的考古证据，也证明了壮族先民在这里繁衍生息，古老的稻作文化由此发轫。
在稻作文化中，人类首先刀耕火种驯化野生稻为栽培稻，但繁重的水田劳作限制了其产量的增长，随后人类将野生水牛驯化成为适应稻田环境并为人类役用的工作水牛，由此实现了水稻产量和栽培面积在其种植史上的快速扩张，同时水牛与水稻之间也产生了独特的稻作文化和水田中天然的循环农业，成为数千年来我国繁荣的生态农业系统的关键。水牛呼吸过程中吸入氧气，呼出二氧化碳，消化吸收水稻秸秆纤维，通过瘤胃发酵制造有机肥，而水稻通过光合作用应用空气中的二氧化碳，释放氧气，水稻杆的增长制造植物纤维，消耗有机肥，生产人类需要的稻谷，形成天然的循环农业。随着现代科学技术的发展进步，研究水牛的科学家也正在运用新的生物学技术用DNA和化石为人类讲述水牛驯化的历程。
水牛在分类学上属于哺乳纲(Mammalia),偶蹄目(Artiodactyla)，牛科(Bovidae)，水牛属(Buba-lus)。水牛属下可以分为两个亚属，分别是亚洲水牛亚属(Bubalus)和非洲水牛亚属(Syncerus)。20 世纪 30 年代末，麦格雷戈(Macgregor , 1939)又把亚洲家养水牛又分为沼泽型(Swamp)与河流型(River)水牛两个类型。我国有几千年养殖水牛的历史，水牛一直是最重要的稻田劳动力，经过千年来的选育，形成了许多沼泽型水牛品种。在中国几乎每个地区都有当地的水牛品种，这些不同的水牛品种适应当地的气候、地形和海拔，从它们的分布区域可以分为滨海水牛、湖区水牛、高原水牛和华南水牛等。中国水牛都是沼泽型，角粗大向后弯曲，体格粗壮，背毛稀疏，多为灰黑色，蹄子上方有一片白毛，被称作“白袜子”。在我国养殖的水牛均属沼泽型水牛，现有24个地方品种，既：富钟水牛、西林水牛、上海水牛、海子水牛、山区水牛、温州水牛、东流水牛、福安水牛、信丰山地水牛、峡江水牛、信阳水牛、恩施山地水牛、江汉水牛、滨湖水牛、兴隆水牛、涪陵水牛、宜宾水牛、德昌水牛、贵州水牛、贵州白水牛、德宏水牛、滇东南水牛、盐津水牛、陕南水牛。目前广西存养的水牛约400万头，是中国水牛饲养最多的省份，这与韩斌院士团队解析中国栽培稻主要发源于广西有一定的契合。
最近科学家们开始用水牛的核酸多态性研究其系统发生和群体扩张规律。Faysal和Hassanin用线粒体基因估算沼泽型水牛和河流型水牛分化时间都是在1.2-1.3百万年前。广西大学刘庆友研究员团队在Ks分布的分析发现沼泽型水牛和河流型水牛的Ks峰在Ks=0.005，分化时间为T= 0.005(Ks) ÷ (2 × 2.2 ×10^-9)= 1,136,363 年。由此可以推算河流型水牛和沼泽型水牛可能发挥了独立的人工驯化选择过程。用PSMC对沼泽型水牛、河流型水牛分析历史有效群体时发现沼泽型水牛和河流型水牛的有效群体大小在一百万年时数目开始存在分歧，这同样暗示着两种水牛的分化时间。根据地质考察的结果，距今一百万年时处于Xixiabangma冰期，冰期时海平面下降，陆地面积增加，南亚与东南亚之间形成开阔陆地走廊，而我们对两种水牛分化时间估计也恰恰在这个时间点，所以可以推测源生于南亚的水牛原始祖先是在这个时候迁徙到东南亚和中国，成为后期中华先祖驯化野生水牛的来源。
水牛化石的发现，从中更新世到晚更新世以来在我国境内多处遗址发现不同类型的水牛化石，主要有广西水牛、短角水牛、德氏水牛、丁氏水牛、杨氏水牛和王氏水牛，出土的地点主要在广西、陕西、四川、河南、山东和山西等地，这些化石的发现说明我国境内远在1万-100万年以前从南到北就有水牛分布。但这些水牛在更新世晚期逐渐灭绝，演化成圣水牛。进入全新世以来，古文化遗址众多，如跨湖桥文化遗址、河姆渡遗址、湖北城背溪遗址、安徽尉迟寺遗址、柳州白莲洞、隆安娅怀洞遗址等，水牛的种类也从更新世的五种逐渐演化成一种——圣水牛。其中在罗家角遗址中，水牛的遗骨年龄处于少年和青年期的占64%，从年龄结构上是已被驯化的，但不仅在古遗址中发掘到水牛的骨骸，同时还发掘出谷物种子，尤其是现江浙地区的遗址中，谷物种子和水牛的骨骸数量众多，这说明早在6000-7000年前我国祖先在长江流域一带就栽培了水稻，当时也已经驯化了水牛用于大面积水稻的种植。
水稻的栽培离不开水牛的辛苦劳作，水牛的驯化更离不开水稻的驯化栽培，二者相辅相成，才有了我们几千年来生生不息的稻作文明。从前驯化的水牛是人们劳动和生产的好帮手，随着机械化种植的普及，现如今驯化的水牛不仅继续劳作，更成为人类优质肉奶的重要来源。据FAO统计数据，2018年全球存养水牛2.07亿头，为约20亿人提供水牛奶（1.27亿吨，占奶类总量15%）、肉（428万吨）、役力等产品，水牛也被FAO誉为“最具开发潜能”和“养活世界人口最多的大家畜”。我国的水牛产业也必能为精准扶贫、乡村振兴赋予新能，为美丽乡村和自然和谐社会主义新农村建设做出更多贡献。
水牛花絮
世界上最大的水牛：海子水牛
苏北沿海群众，将生长海边草滩的水牛称“海子水牛”。笔者调研的时候看到重达1600kg和1900kg的海子水牛，为世界上个体最大的水牛。先祖驯化和选育的海子水牛，可以到临海处去拉大船，因此个体高大，腕力大。海子水牛的“成年个体大的优秀基因”亟待挖掘和利用。苏北沿海地区是历史上著名的淮盐产区，至少有千余年历史。水牛是运输大宗海盐及水产的得力役畜，垦荒运盐更需要大批水牛，从而形成了“车牛”和“耕牛”两种用途。要求其体格高大而结实，以适应当地环境和繁重使役的需要。水牛在农闲期放牧于牧草生长茂盛的滩涂草地上，牛群长久生活在这样的环境中，又经不断的选育，逐渐形成了这一良种。
