海牛科（学名：Trichechidae）是哺乳纲、海牛目的一科海洋动物。该科有1属4个物种，包括美洲海牛、亚马逊海牛、非洲海牛和已经灭绝的西亚马逊海牛。体长2.5-4.0米，体重达360千克左右。全身光滑无毛，皮厚，灰黑色，有很深的皱纹。海牛外形呈纺锤形，颇似小鲸，但有短颈，与鲸不同。海牛皮下储存大量脂肪，能在海水中保持体温；前肢特化呈桨状鳍肢，没有后肢，但仍保留着一个退化的骨盆；有一个大而多肉的扁平尾鳍；躯干基本无毛，仅嘴唇周围有须，头部有触毛；头大而圆，唇大，由于短颈，头能灵活地活动；鼻孔的位置在吻部的上方，适于在水面呼吸；眼小，视觉不佳；高频听觉良好，低频则退化。

海牛科(Trichechidae)，包括三种目前存活的物种：美洲海牛(Trichechus manatus)、亚马逊海牛(Trichechus inunguis)和非洲海牛(Trichechus senegalensis)。2020年，第四种已灭绝的物种西亚马逊海牛(Trichechus hesperamazonicus)被描述。海牛是行动缓慢、温和的巨兽，对水生植物有着强烈的欲望。几个世纪前的美人鱼传说可能实际上是水手们疲惫、产生幻觉的眼睛里看到的海牛。

海牛是海牛目的一部分，其中包括它们的近亲儒艮。斯特拉海牛也被认为是海牛目的一部分，但该海牛物种在1768年灭绝了。海牛存在两性异形的小骨盆骨，这表明它们与陆生哺乳动物有着共同的祖先。最初，林奈于1758年将海牛归入儒艮目(order Bruta)。林奈将海牛按照与大象、食蚁兽、穿山甲和树懒相同的顺序组织起来。1829年，菲舍尔(Fischer)将海牛和儒艮指定为海牛目(Sirenia)所涵盖的物种。

佛罗里达海牛(T.manatus latirostris)和安的列斯海牛(T.manatus manatus)。这两个亚种似乎因墨西哥湾沿岸的季节性温度和佛罗里达海峡的强流而分开。2020年，西亚马逊海牛(Trichechus hesperamazonicus)被确认为是一种新的已灭绝海牛物种。据估计，该物种在更新世晚期存在于巴西亚马逊地区。西亚马逊海牛的显著特征包括后下牙列和覆盖牙列后缘的升支前缘之间的宽阔空间。

海牛科海牛成体的平均体长范围可达2.8-3.0米，体重400-550千克，雌性通常比雄性大。身体呈流线型，中间较大，末端逐渐变细。它们的眼睛后面有小耳朵。尽管海牛有无瓣的耳朵和小眼睛，但它们具有敏锐的听觉和视觉能力。可抓握的嘴唇使海牛能够吸入食物。它们有一个巨大的桨状尾巴，有一对前肢，每个前肢上有三到四个吸钉。它们的脸上满是皱纹，还有胡须。它们依靠用尖头磨牙来吃高纤维植物。海牛已经适应了在牙齿磨损时更换牙齿。雌性海牛的每只鳍下都有一个紧贴身体的乳头，肛门前方还有一个泌尿生殖口。雄性海牛的开口在肚脐下方。

海牛的颜色从灰色到棕色不等，皮肤有皱纹，表层不断被新皮肤取代，以减少藻类生长的积聚。皮毛发稀疏地分布在全身。皮肤下是一层脂肪。海牛的眼睛很小，在眼球上移动时可以被瞬膜保护。鼻孔位于鼻子的顶部，阀门在水下关闭。

幼年海牛的身长可达1-1.2米，体重约为26-30千克。出生时，海牛幼崽的颜色通常比成年海牛深。

海牛生活在大西洋东部和西部的热带海岸。主要生活在河流、海湾、运河、河口和沿海地区的浅水、沼泽和缓慢移动的水域中。它们可以耐受不同程度的盐度，但更愿意生活在渗透压力最小或淡水可用的栖息地。这些哺乳动物更喜欢温暖的水域（约24℃），如果水温季节性降至某一点（约20 ℃）以下，它们会迁徙并聚集到温暖的水域生存。海牛通常栖息在含有丰富水生植被的地区，如海草床。水深限制在0.4-20米之间。当需要进食、休息、交配和产仔时，海牛会利用沿海河口附近的隐蔽运河、溪流和泻湖。

海牛遍布亚马逊流域、墨西哥湾和加勒比海的沿海和淡水系统。佛罗里达州拥有最大的海牛种群“佛罗里达海牛”。也分布于非洲西海岸。

海牛通常以温柔和行动缓慢为特征，它们大部分时间都在进食、休息和旅行。平均而言，每天有6-8小时用于进食，2-12小时用于休息。它们在水面或水下休息。休息时，它们大约每3-5分钟浮出水面呼吸一次。海牛在需要浮出水面呼吸之前，能够屏住呼吸长达20分钟。旅行时，它们可以在短时间内以每小时32公里的速度游泳。然而，它们通常以每小时5-8公里的速度游泳。海牛没有被观察到具有领地性，它们也不依赖群体生存。它们对社会结构的缺乏要求导致了它们的半孤独行为。海牛会有小群，但这些群体是非正式的，没有主导的领导者。海牛与其他海牛一起进行身体冲浪和翻滚游戏。

海牛能够用各种各样的声音进行交流。沟通主要是在母亲和幼崽之间。观察到母亲在近60米外对幼崽有反应。交流声音被描述为唧唧声、口哨声和吱吱声。恐惧、压力或兴奋都可以通过尖叫来表达。成年海牛在交配和玩耍时进行交流。通话的音调、音量和持续时间可能传达信息。触觉、味觉和嗅觉可能是海牛内部的其他交流方式。海牛也能通过视觉感知周围的环境。在清澈的水中，视觉线索可以在35米外被注意到。据了解，海牛之所以能看到颜色，是因为它们的视网膜中存在两种类型的视锥细胞。

海牛是草食动物，成年海牛会花很多时间吃草。以水草、杂草和藻类为食。在24小时内，海牛可以吃掉其体重的十分之一。平均而言，这大约是每天50-90千克的植被。海牛吃60多种植物。一些常见的海洋植被包括美洲针叶藻、泰来藻、川蔓藻和 博德特二药草(Halodule beaudettei)。常见的淡水植被包括黑藻、小竹节、穗状狐尾藻、红水兰(Vallisneria neotropicalis)、金鱼藻、凤眼莲和大薸。

对于这种体型的哺乳动物来说，海牛的代谢率非常低。这种低代谢率可能解释了它们对寒冷的敏感性和缓慢的愈合速度。这种适应很可能使海牛在温暖的环境中保持凉爽，并依靠营养不良的饮食生活。与它们的近亲儒艮不同，海牛已经发育出根性隆起，其特征是高冠牙齿和延伸到牙龈线以下的牙釉质。这种类型的牙列存在于以磨料为食的哺乳动物中。现代海牛的牙齿比它们的祖先更耐磨。随着牙齿的磨损，新的臼齿从下颌后部向前移动，并将旧牙齿推出。这种情况发生的速度取决于饮食的磨蚀程度。亚马逊海牛已经专门化了饮食，因此与其他物种相比，它已经发育出更小、更耐磨的牙齿来吃水生草。海牛的嘴唇已经适应了将植物撕裂并抓进嘴里。它们还利用前肢引导植物靠近嘴唇或挖出整株植物。

雌性海牛的发情期很长。在繁殖活动中，雌性海牛会被十几只或更多的雄性海牛跟踪一周到一个月。雄性可以建立交配权秩序。多只雄性会通过推搡来相互竞争。海牛表现出滥交的交配行为，因此它们不会形成一夫一妻制的关系。繁殖和出生可以在一年中的任何时候发生，但春季有一个小海牛出生的高峰期。

据估计，雌性海牛在5-9岁之前不会性成熟。据估计，雄性在2岁左右开始产生精子。交配时间很短，涉及雄性在雌性下方以腹对腹的姿势进行。海牛物种之间的繁殖行为差异尚未确定。

雌海牛通常每胎产一只小海牛，但有记录显示有双胞胎小海牛。出生间隔的时间范围为2-5年，平均妊娠期约为13个月。由于出生率低和父母投资时间长，海牛的成年存活率很高。雌性海牛在没有雄性海牛帮助的情况下对幼崽负有全部责任。小海牛可能会依赖母亲两年多。小海牛在水下一次从母亲鳍状肢下的乳头哺乳三分钟。海牛奶不含乳糖，但富含脂肪、蛋白质和钠。经过几周的哺乳，小海牛开始在饮食中加入植物。母海牛和幼海牛即使在断奶后也能认出对方。一些较年轻的海牛可能会在幼年时期生活在母亲的范围内。这种行为可能是有益的，因为幼年海牛可以通过这种方式学习迁徙到冬季避难所的路线。

野生海牛可以活60多年。它们的长寿可能是由于捕食风险很小。一只圈养的海牛已经活了45年多。寿命的限制可归因于常见的自然原因，如冷应激、肺炎或胃肠道疾病。与人类相关的活动已成为海牛寿命的威胁。与人类有关的海牛死亡事件主要是由于船只碰撞造成的。

全部列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)：三种易危(VU)；一种灭绝(EX)。

海牛死亡的一些自然原因是暴露在寒冷天气和赤潮中。水温低于20℃会导致代谢反应增强。长期暴露在寒冷中会导致营养不良和体温过低。海牛在赤潮事件中容易接触毒素。它们可能会意外摄入含有赤潮毒素的小型海洋动物，并从空气中吸入短裸甲藻毒素。

由于海牛没有天敌，人类活动大大缩小了沿海地区的自然栖息地范围，在很大程度上导致了世界各地海牛种群的减少。人类对海牛种群的常见有害活动已被确定为船只、防洪结构、渔具、偷猎、栖息地丧失和污染。偷猎海牛的情况很少见，但河口、河流和海洋的污染导致了碎片的摄入和缠绕。塑料是最常见的摄入碎片，会堵塞消化道并杀死动物。即使是少量也可能致命。工业化学品和杀虫剂污染了构成海牛生计的水和植被。捕蟹钓线的缠绕也是一个问题。船闸或防洪闸等防洪结构会压碎靠得太近的海牛。

由于海牛生活在海岸附近，它们很容易与人类互动。它们很容易受到海岸边的浪费以及船只留下的食物和水的浪费。船舶碰撞是人类活动中最常见的死亡原因。撞击造成的钝伤足以杀死海牛。发动机和螺旋桨可能并不总是对海牛致命，但这些碰撞造成的伤口可能会导致繁殖或生存困难。许多海牛身上都有碰撞的痕迹，如疤痕或畸形。使用螺旋桨防护装置可能有助于减少螺旋桨伤害和死亡，但海牛的缓慢天性及其在水面呼吸的需要使海牛难以避开浅水区的快艇。

美国佛罗里达州的一些地区已经实施了限制船只速度和限制进入海牛密集区的规定。截至2021年，每种物种的种群估计美洲海牛为13000只个体、非洲海牛不到10000只个体。亚马逊海牛的种群数量在8000-30000只之间。需要更多的研究来进行更准确和更新的海牛种群估计。

正在采取措施保护这些珍贵的哺乳动物。救援和康复计划侧重于帮助生病或受伤的海牛，世界各地的放归计划已将海牛放归其原生栖息地。海牛受到1973年《濒危物种法案》的保护，该法案规定任何人捕捉、狩猎、骚扰或杀死海牛都是非法的。除《濒危物种法》外，许多国家法律还为海牛及其栖息地提供保护。美国鱼类及野生动植物管理局以及亚马逊救援中心等机构正在对受伤的海牛进行救援和康复。随着更多关于海牛的研究发表，全球保护海牛的努力可以得到优化。

海牛的饮食直接影响到它们的生态系统，这使它们成为环境中不可或缺的一部分。由于它们吃大量的水下植被，海牛可以防止植被过度生长。它们还通过食用入侵植物物种来保持植物的多样性。海牛的粪便有助于给海草和许多其他水生植物施肥。

早在公元前8500年，海牛就被猎杀以获取食物和资源。海牛肉是食物的来源，而脂肪、骨头和兽皮可以作为有价值的供应。尽管海牛不再像过去那样被猎杀，但它们继续为现代经济带来好处。生态旅游是许多沿海地区的宝贵收入来源。海牛通过吸引希望亲自看到动物的游客，为当地的生态旅游业带来了数百万美元的收入。佛罗里达州的海牛已被考虑用于入侵性水生植被管理，与化学使用或非本地物种引入相比，这可能是一种具有成本效益的方法。