论文总字数：15189字

摘 要

“睡眠”是一种几乎所有动物都具备的生理活动，对于大部分动物来说，其一天的作息里一定会有一段时间是处于睡眠状态的，有意思的是，在不同种类的动物之间，它们的睡眠时间会呈现出明显的差异，甚至在同一种族的两个不同个体之间，其睡眠时间也不尽相同。这不禁让人思考，究竟是何种因素影响了动物的睡眠需求。在实际分析时我们发现，可能造成影响的因素远不止一个，这个事实意味着我们需要处理多个变量的观测数据。在众多统计方法中，多元回归分析最适用于解决类似问题。

本文旨在运用多元回归分析来探究影响动物睡眠的因素，由于生物的多样性，不同种的生物在生理上存在极大的差异。在广袤的自然界中，哺乳动物的行为往往是最为“正常”的，因此对它们的研究也更具有普遍意义。本文选择同人类较为接近的33种哺乳动物作为研究对象。为了便于计算，本文将使用SAS这一数学软件对哺乳动物的部分生物指标进行相关分析，并得出结论。

关键词：哺乳动物 睡眠 多元回归分析

The research of sleep in animals based on Regression Analysis

ABSTRACT

“Sleep” is an action which almost all animals do. For many animals, they must be sleeping at some time of the day. Here is an interesting phenomenon that different kinds of animals sleep in different time and have different sleeping duration. This difference also exists between animals of the same species. We want to find out the reasons that result in the differences in sleep behaviour among animals. Many facts indicate that this phenomenon is caused by many factors, which means we have to deal with multivariate data. The multivariate regression analysis is suitable for solving similar problems.

The paper aims at using multivariate regression analysis to study the sleep differences in animals. Among varies species, the behaviour of mammals are the most “normal”, so we choose 33 kinds of mammals as the research object. The factors that influence the sleep behavior for these animals are analyzed in the paper. In order to calculate, we use “SAS” to process data and to get the conclusion.

Keyword: mammals; sleep; multiple regression analysis

目 录

第一章 引言 1

1.1 研究目的与研究意义 1

1.2 研究背景 1

1.2.1睡眠 1

1.2.2国内外研究现状 2

1.3 动物睡眠时间长度的研究 3

第二章 理论概述 4

2.1 哺乳动物的生态数据 4

2.1.1 生态数据的意义及选取 4

2.1.2 食物链位置 4

2.1.3 睡眠环境 5

2.1.4 综合危险程度 6

2.2 相关性检验 6

2.3 主成分分析 7

2.3.1 主成分分析的定义 7

2.3.2主成分的求法 7

2.4 多元回归分析 7

2.4.1 回归分析的含义 7

2.4.2 多元回归的方法 8

第三章 关于动物睡眠时间的具体分析 10

3.1 数据的相关性检验 10

3.1.1检验结果 10

3.1.2相关性检验结果分析 10

3.2 数据的主成分分析 11

3.2.1 主成分检验结果 11

3.2.2 主成分结果分析 12

3.2.3 基于主成分分析的动物分组 12

3.3 数据的多元回归分析 13

3.3.1 含截距项的多元回归结果 13

3.3.2 含截距项的多元回归结果分析 14

3.3.3 不含截距项的多元回归结果 15

3.3.4 不含截距项的多元回归结果分析 16

3.3.5 回归方程选择 16

3.3.6 回归方程结果分析 17

第四章 总结：结论及拓展 18

4.1影响动物睡眠的因素 18

4.2拓展 19

参考文献 21

附 录 22

致 谢 24

第一章 引言

1.1 研究目的与研究意义

睡眠是一种广泛存在于动物界的生物行为，几乎所有动物都会有这一生理活动。对于大部分动物来说，每天的作息里一定会有一部分时间处于睡眠状态。但在观察不同的动物后我们发现，不同的动物其睡眠的时间长短也是不同的，不止是不同种族的动物，哪怕是同一种族的两个不同的个体，其睡眠时间往往也会有明显的差异。

举个例子，同为水生哺乳动物的鲸鱼与海豚，前者每天会保持近5小时的睡眠，而后者则拥有一种特殊的生理作息，即部分睡眠：海豚可以让部分大脑进入睡眠状态，而余下的部分则同于正常生活，这种特殊的机制导致了海豚在睡眠上处于一个独立的位置，既可以说它一天都在睡觉，也可以认为它从不睡觉。但无论哪种情况，海豚的睡眠时间同鲸鱼都是有较大的差异的。

那么，究竟是何种原因造就了这种差异呢？如果我们能从数据的角度找出影响动物睡眠时长的因素，这不但对动物的睡眠的研究大有帮助，这种方法也可能可以延伸到其他的有关于动物的研究领域之中。

鉴于生物的多样性，本文将选取“哺乳动物”这一行为在自然界中相对“正常”的物种进行研究。

1.2 研究背景

1.2.1睡眠

睡眠是一种生物的行为现象，如前文所说，大部分动物都有各自的睡眠需求，而处于睡眠中的动物，尚玉昌教授[1]认为它们具有以下几个特点：

1. 长时间保持不动。
2. 反应迟缓。
3. 容易被大的刺激惊醒。
4. 不同动物睡眠姿势不同。
5. 通常选择相似的睡眠地点。

作为生物必须的一种行为，睡眠对生物的身体自然有具有极其重大的意义，

以人类为例，对于人类来说，睡眠会起到消除疲劳、保护大脑、增强免疫力、促进发育的作用。对于其他的动物，睡眠也都有类似的效果。但有意思的在于，当睡眠对不同生物起到的效果类似时，不同生物的睡眠时间长度却不尽相同。前文已经列举了鲸鱼与海豚这一事例，但海豚的生理机制毕竟相对特殊。在查找资料后我们发现，作为陆地上最大的哺乳动物，亚洲象一天只需要3小时左右的睡眠，而最大的肉食哺乳动物棕熊，一天需要的睡眠时间则达到了12小时。

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