奶牛和其他牛屬品種一樣，是單胎動物。換句話說，它們每個情期只排一個卵子。不像其他動物如豬、綿羊和山羊，是多胎動物，每個情期可排多個卵子。
多胎動物可以一胎多子，雖然奶牛有時一胎產犢頭數超過1頭，但這並不符合其利益的最大化，因為其往往會導致許多問題，如難產、胎衣不下、子宮疾病及產後泌乳性能和繁殖性能下降。
例外的存在
然而，奶牛生物學上會發生奇怪的事情。例如，2011年，加利福尼亞州奧蘭地區牧場的一頭4歲的荷斯坦奶牛產下了四胞胎。這四頭犢牛都是母犢，且都是健康的活犢，足月出生，沒有助產。這是這頭母牛的第三胎，前兩胎都是單胎，且其沒有采用任何激素，自然排卵，發情後採用普精進行人工授精。
這頭奶牛顯然是排了三個卵子，且都授精了，其中一個卵子隨後分裂，因此這四頭犢牛中有兩頭的基因相同。從母牛和四頭犢牛身上採集的毛髮樣本，經DNA檢測，證實其是母女關係。
那麼發生這種事情的概率有多大？牛四胞胎的概率為70萬分之一，四胞胎全部存活的概率為1120萬分之一，四胞胎全部存活且性別相同的概率為1.792億分之一，因此該事件發生的概率就像中彩票一樣。
雙胞胎的概率
在奶牛中，雙胞胎幾率為
4%-5%。而對於荷斯坦奶牛來說，該事件發生的概率最高。對於青年牛來說，頭胎產雙胞胎十分罕見。但隨著胎次的增加，雙胞胎髮生的概率隨之增加，且在高產牛隻上更為常見。大多數雙胞胎是雙合子（異卵），其性別可以是同性，也可以是異性。
相比之下，奶牛的同卵雙生在雙胞胎中出現的概率為7%-14%，在所有出生的犢牛中出現的概率低於0.3%。最近一項針對107對荷斯坦雙胞胎的研究發現，根據DNA檢測分析，同性雙胞胎中有7.5%是同卵雙生。而對於純種荷斯坦奶牛來說，同性雙胞胎在所有雙胞胎中的比例為4.7%。
有些牛屬品種產雙胞胎的概率遠遠高於正常情況。在肉牛品種中，基於雙胎出生和結合排卵的遺傳選擇，使其產雙胞胎的概率從4%提高到31%。再結合進一步選擇排卵率和雙胞胎之後，該試驗群體中超過35%的新生犢牛都是雙胞胎。
對於奶牛來說，幾乎所有的雙胞胎都是由於兩個卵泡排卵產生了兩個卵子的結果。由於奶牛中大約有15%的牛隻會發生多次排卵，因此異卵雙胞胎最為常見。
原因和問題
異性雙胞胎母犢被稱為異性攣生母犢不育，其不育率達到異性雙胞胎的92%。不僅如此，任何一頭母犢若其在母牛懷孕後的40-50天內暴露於雙胎公犢的環境中，即使其是單胎出生，也可能不育。因此最明智的補救策略是淘汰異性攣生母犢，因為其在解剖學上不正常，不能生育的比例達到90%。
據報道，鹿（馬鹿、麋鹿和馴鹿）、山羊和豬都會出現異性攣生母犢不育現象，但馬沒有出現過類似情況，該情況是由於兩個相鄰的胚胎融合在一起並在產前交換血液造成的。人們還知道，異性雙胞胎公犢的生育能力也低於正常公犢。
其他一些罕見的先天性不育異常稱為雌雄同體（動物有雌性或雄性的生殖腺，但也有異性的外部生殖解剖部位）或嵌合體（雌雄胚胎融合或細胞混合）。例如，雌雄同體山羊在出生時的表現像雌性，但隨著其生長髮育，通常是在初情期開始變得像雄性一樣，侵略性增加。
大多數雌雄同體山羊在雌性面前都會表現出明顯的雄性性慾。根據生殖腺的類型，山羊可以有雄性或雌性的生殖腺（假的雌雄同體），或者兩者兼有（真正的雌雄同體）。在大多數動物（山羊、豬、牛、駱駝和馬）中很少出現雌雄同體的個體，且其不能生育。
雙胞胎的補救措施
當奶牛被診斷懷有雙胞胎時，其在妊娠的最後三個月（正常的幹奶期）營養需要比正常情況下高，因為
第二個胎兒和胚胎需要額外的營養，尤其是蛋白質。更嚴重的是，懷有雙胞胎母牛的妊娠期會縮短6-10天，如果處理不當，母牛在圍產期天數就會不足。建議提前幹奶，提前轉入圍產舍。這些奶牛在產犢時也可能需要助產，若還伴隨其他問題，提前淘汰是個選擇。在首次確診（30-40天）或複診（60-80天）懷孕時診斷其是否是雙胎，以制定適宜的管理。
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