小牛不是马的后代，而是独立物种。牛和马都属于偶蹄目，但分化时间超过6000万年，亲缘关系像远房亲戚。它们的共同祖先在古生物时期分开发展，各自演化出不同特征。

牛和马虽然同属哺乳动物，但差异明显。分子生物学研究显示，牛的DNA与河马相似度达98%，而马与河马相似度才85%。化石记录证实，牛科动物在新生代早期（约5000万年前）已形成稳定特征。染色体数目也不同：牛有30对染色体，马有64对。共同祖先分化时，环境变化促使它们适应草原和森林不同生态位。比如牛的胃有四个腔室帮助消化草料，马的前肢进化成适合奔跑的蹄形结构。这种分化过程持续到更新世时期（约10万年前），现代牛和马才定型。