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牛是大型草食性动物，需要摄入大量的草料，草的营养价值低，粗纤维很高，所以牛在生物学上只能进化出更多的胃室分工与合作，以帮助它更快、更有效的消化食物。
多胃的动物都是食草动物，也叫反刍动物。反刍动物的消化分两个阶段:首先咀嚼原料吞入胃中,经过一段时间以后将半消化的食物反刍再次咀嚼。
牛的胃分为四个胃室，分别为瘤胃、蜂巢胃、重瓣胃和皱胃。 这4个胃室并非连成一条直线，而是相互交错存在。
牛吃草时，先将食物存进瘤胃里，唾液和瘤胃里的液体可以使食物变软、发酵，然后送到蜂巢胃进一步发酵。在牛休息时，食物从蜂巢胃中返回口中，慢慢咀嚼成半液态的物质，再从食道重新进入重瓣胃，最后在皱胃里被消化。食物离开皱胃后到达小肠，进一步消化。未被消化的物质经过大肠排出体外。
1. 瘤胃： 瘤胃是牛的储食器官。瘤胃在四个胃室中最大，成年牛约占4个胃室总面积的80%。前面接食管，前下方与网胃相连接，与腹腔的左半部，其下半部还伸到腹腔的右半部。成年母牛的瘤胃容积可达151升，能存136千克内容物。
瘤胃内充足的食物和水给微生物提供了良好的生长环境，而牛摄入的大量粗纤维基本靠瘤胃微生物的分解酶逐级分解，首先分解成纤维二糖，在变成己糖（如葡萄糖），然后经丙酮酸和乳酸阶段，最后生成挥发性脂肪酸.甲烷和二氧化碳。瘤胃微生物还会合成某些B猪族维生素和维生素K。
2. 蜂巢胃：蜂巢胃位於瘤胃前部，实际上这两个胃并不完全分开，因此饲料颗粒可以自由地在两者之间移动。蜂巢胃内皮有蜂巢状组织，故俗称蜂巢胃。蜂巢胃的主要功能如同筛子，随著饲料吃进去的重物，如钉子和铁丝，都存在其中。
3. 重瓣胃：重瓣胃是第三个胃，其内表面排列有组织状的皱褶。对重瓣胃的作用还不十分清楚，一般认为它的主要功能是吸收饲料内的水分和挤压磨碎饲料。
4. 皱胃：牛的皱胃也称为真胃。其功能与单胃动物的胃相同，分泌消化液，使食糜变湿。真胃的消化液内含有酶，能消化部分蛋白质，基本上不消化脂肪、纤维素或淀粉。饲料离开真胃时呈水状，然后到达小肠,进一步消化。未消化的物质经大肠排出体外。
