哺乳动物睡眠与健康和生态的研究(共11页)

1、哺乳动物(brdngw)睡眠和生态与体质的研究摘要(zhiyo)：本文主要研究的是哺乳动物的睡眠相关的数据，运用统计学的相关知识，着重运用相关和回归的统计学方法对哺乳动物的脑重和寿命、睡眠时间和寿命、睡眠和危险指标、睡眠曝光和危险指标四个方面，阐述我们对动物睡眠和自身健康、睡眠与生态的有关见解和认识。研究表明睡眠对于哺乳动物的身体健康起到了极大的作用；另外，对于自然界的野生动物，睡眠的时间、地点(ddin)和节律都有着很大的学问，这些不仅仅关系到它们的健康，还关系到它们的生死存亡，甚至是整个生态的和谐。 关键词：哺乳动物 寿命 睡眠 慢波睡眠 睡眠曝光 危险指标 生态 哺乳动物的睡眠包括慢波睡

2、眠和异相睡眠。以人为例，慢波睡眠，又称正相睡眠或慢动眼睡眠。慢波睡眠的脑电图特征是呈现同步化的慢波。慢波睡眠时的一般表现为：各种感觉功能减退，骨骼肌反射活动和肌紧张减退、自主神经功能普遍下降，但胃液分泌和发汗功能增强，生长素分泌明显增多，慢波睡眠有利于促进生长和恢复体力； HYPERLINK /view/1485807.htm t _blank 异相睡眠，指人处于 HYPERLINK /view/51867.htm t _blank 半睡眠状态，尚有一些 HYPERLINK /view/51715.htm t _blank 意识，并非进入 HYPERLINK /view/1044345.htm

3、 t _blank 深度睡眠。 HYPERLINK /view/1485807.htm t _blank 异相睡眠在一定程度上影响着生长素（GH）在睡眠中的分泌情况。在觉醒状态下GH分泌极少，进入 HYPERLINK /view/1222036.htm t _blank 慢波睡眠状态后明显增多，转入 HYPERLINK /view/1485807.htm t _blank 异相睡眠后分泌又减少。脑电图与觉醒时的相似，呈现低振幅去同步化快波。虽然各种感觉机能进一步减退、运动机能进一步降低、肌肉几乎完全松弛、运动系统受到很强的抑制，但植物性神经系统活动增强，如 HYPERLINK /view/41

4、703.htm t _blank 血压升高、心率及呼吸加速、脑血流量及耗氧量增加等。那么把范围扩大到所有的哺乳动物，这两种睡眠又起到了什么作用，给它们带来的什么又给予它们什么威胁呢？下面我们着重从哺乳动物的睡眠出发，研究了它与哺乳的体质、寿命、健康以及生态存在的关系，分析了其中的原因。 动物脑重和寿命我们对43种自然界的不同种类的哺乳动物进行了数据统计和分析，对其中脑重和总寿命两组数据绘制了散点图，并进行了关联和回归分析，得到了一个在意料之中的结论：动物脑重数值越大，这种动物的寿命越长。 哺乳动物(brdngw)寿命与脑重散点图 图1由散点图可以看出数据具有做相关和回归的意义，也可大致看出哺乳

5、动物的寿命和脑重成正比。随后，我们继续对这两个变量做了关联性分析和回归分析，结果(ji gu)如下： 表1哺乳动物脑重和寿命的相关性分析模型非标准化系数标准系数tSig.B标准 误差1(常量)14.8842.8045.309.000动物脑重.018.004.6024.774.000a. 因变量: 最大寿命表2哺乳动物脑重和寿命的回归分析模型非标准化系数标准系数tSig.B标准 误差试用版1(常量)15.5672.5696.060.000动物脑重.017.003.6295.122.000a. 因变量: 总寿命 由上面(shng min)两表可得：动物寿命和脑重关联分析t检验，概率p0.001，拒

6、绝原假设，接受备择假设，差异(chy)有统计学意义，哺乳动物寿命和脑重存在正关联性。动物寿命(shumng)和脑重回归分析t检验，概率p0.001，拒绝原假设，接受备择假设，差异有统计学意义，可以认为哺乳动物的寿命随着脑重的增加而增加，回归方程为Y=0.017+15.567.鉴于我们拥有数据的哺乳动物之间体型存在较大的差别，例如：非洲象，体重2547kg，脑重4603g；而小短尾鼩，体重0.005kg，脑重0.14g，所以我们又对各哺乳动物的脑重占体重的比率和总寿命进行了分析，但却得到一个诗人较为意外的结论：哺乳动物脑重占体重的比率越大，寿命则越短。分析如下： 哺乳动物(brdngw)寿命与脑

7、重占体重比散点图 图2由分析可知：哺乳动物的寿命和脑重成正比，但是经过进一步分析得知：脑重占体重比的增大却不能得到寿命增加的结论，而且结果恰恰和我们所想的相反，哺乳动物的寿命和脑重占体重比成反比。由图2的散点图可以大致看出两者之间存在负相关的关系，但是明显可以看到图中存在一个偏离的点，后我们根据散点图的数据回溯到源数据，发现这个(zh ge)偏离点为：男人。睡眠(shumin)时间和最大寿命1.睡眠时间和寿命 对于睡眠时间和寿命的关系，大多数人可能都认为在一定限度内，睡得越多，寿命肯定越长，但是根据我们对哺乳动物睡眠时间和寿命相关数据的分析得知：睡眠时间越长，寿命则相对较短。也许很多人都会困惑

8、，但是只要我们把视角放在野生的环境中，其实不难发现，这其实并不奇怪。自然环境的法则为：“优胜略汰，适者生存”，在野生的环境中，动物都会面临捕食和被捕食的挑战。对于食草动物来说，时刻面临着被捕食的风险，所以必须减少睡眠时间来防止在睡着时被捕食；对于食肉动物而言，时时刻刻想着填饱肚子，所以它们必须在被捕食动物还在睡觉时出去捕猎。在哺乳动物中 ，睡觉时间最多的是食肉动物，而生活在草原的食草动物睡眠时间最短，而且动物体型越大，睡觉越少。大型食草动物每天必须花费大量时间进食， 睡眠时间必然减少。长颈鹿每天要吃60千克植物，才能摄取足够的能量和营养，否则一定会 “饿得睡不着”。由于随时处于被捕杀的地位，它

9、们还必须时刻保持警觉，因此进化出较短的睡眠时间。而以营养丰富的腐肉、昆虫、果实和谷物为食的负鼠，每天只需花很少的时间取食就能满足能量需要，同时，它们选择的睡眠地点又十分安全，因此一天可以睡19个小时。食肉动物相对来说更可以高枕无忧。例如，狮子猎捕到一只羚羊就能摄取足够一天消耗的能量，没必要再找食物，剩下的时间就可以用来睡觉， 消化食物并补充体力，所以睡眠时间很长，常在18个小时以上，而且不是 “哈欠” 连天就是，“伸懒腰”是极其明显的爱睡懒觉的动物。有趣的是，科学家发现，在人类(rnli)身上也存在“吃肉多，睡得久”的现象。吃肉多的人，能够一次摄取(shq)更多的能量，也需要更多的时间来消化，

10、于是就会睡更长时间。总之(zngzh)， 动物睡眠时间的长短主要取决于它对非睡眠时间（积极活动期）的需要，这些原因共同导致了“睡得越多，寿命越短”结论。下面我们将给出我们实际分析的数据，进一步证明我们的结论。 哺乳动物寿命(shumng)与睡眠时间散点图 图3表3睡眠时间与寿命的关联性分析最大寿命睡眠时间Spearman 的 rho最大寿命相关系数1.000-.413*Sig.（双侧）.007N4242睡眠时间相关系数-.413*1.000Sig.（双侧）.007.N4242*. 在置信度（双测）为 0.01 时，相关性是显著的。表4睡眠时间与寿命的回归分析模型非标准化系数标准系数tSig.B

11、标准 误差试用版1(常量)36.8807.2995.052.000睡眠时间-1.645.628-.382-2.618.012a. 因变量: 最大寿命 睡眠(shumin)时间和寿命两组数据的关联和回归分析直接的证明了我们得到的结果，睡眠和寿命的关联系数为-0.413，t检验所的p=0.007，小于统计水准0.05，可以得到结论：哺乳动物的寿命和睡眠时间成负相关。回归分析数据显示，回归系数为-1.645，回归方程为Y=-1.645X+36.880，t检验p0.001,差异有统计学意义，可以认为哺乳动物的寿命随着睡眠时间的增加而缩短。2.慢波睡眠和寿命 慢波睡眠为动物睡眠的重要(zhngyo)组成

12、部分，它和动物睡眠的关系与哺乳动物总睡眠和寿命的关系大致相同，即慢波睡眠时间越长则寿命越短。 哺乳动物(brdngw)寿命与慢波睡眠散点图 图4表5慢波睡眠时间与寿命的回归分析模型非标准化系数标准系数tSig.B标准 误差试用版1(常量)36.5517.3824.951.000慢波睡眠-1.965.775-.372-2.536.015a. 因变量: 最大寿命表6慢波睡眠时间与寿命的关联性分析最大寿命慢波睡眠Spearman 的 rho最大寿命相关系数1.000-.401*Sig.（双侧）.008N4242慢波睡眠相关系数-.401*1.000Sig.（双侧）.008.N4242*. 在置信度（

13、双测）为 0.01 时，相关性是显著的。 慢波睡眠占总睡眠比与危险(wixin)指数有我们统计分析，得到一个结论：哺乳动物的慢波睡眠(shumin)占总睡眠的比重越大，那么它的危险指数也越高（危险指数为动物受到其它动物的威胁的指标）。下面我们给出统计的图表。表7哺乳动物慢波睡眠占总睡眠比重和危险系数相关性分析慢波睡眠比危险指数Spearman 的 rho慢波睡眠比相关系数1.000.313*Sig.（双侧）.043N4242危险指数相关系数.313*1.000Sig.（双侧）.043.N4242 由上表可知(k zh)，对于哺乳动物慢波睡眠占总睡眠比重和危险系数相关性分析的结果的置信度小于0.

14、05，差异有统计学意义，表明哺乳动物的慢波睡眠占总睡眠的比重越高，它的危险指标也越高。这个结论其实很好解释。慢波睡眠是哺乳动物睡眠特别重要的部分，哺乳动物在这个阶段时，各种感觉功能减退，骨骼肌反射活动和肌紧张减退、自主神经功能普遍下降，所以这个阶段的睡眠比动物在异相睡眠时要危险的多。所以，并不是所有的动物睡眠都很深,很多食草哺乳动物的睡眠是很浅的( 如大象、野牛和野兔等)它们对哪怕是很小的危险 都很警觉并能作出迅速而强烈的反应。对大象的观察(gunch)表明，它们在睡眠中来自同伴的较大扰动毫无反应但对它们所不熟悉的轻微声响却极为敏感。这说明，睡眠中的动物仍然保留着对环境刺激的辨别能力而且对刺激

15、的反应比苏醒时有更大的选择性。 睡眠曝光指数(zhsh)和危险指数从图5和表8可以看出，哺乳动物的睡眠曝光(bo gung)指数越大，危险指标也越大。也就是当某种动物选择的睡眠地点的曝光度相对较大时，它所面临的威胁也就越大，在睡眠时被猎杀的概率也就上升了。 哺乳动物危险指标与睡眠曝光指数散点图 图5表8 哺乳动物危险指标与睡眠曝光指数相关性分析 睡眠曝光指数危险指数Spearman 的 rho睡眠曝光指数相关系数1.000.724*Sig.（双侧）.000N4242危险指数相关系数.724*1.000Sig.（双侧）.000.N4242 在置信度（双测）为 0.01 时，相关性是显著的 所以(

16、suy)，各种动物所选择的睡眠地点是很不相同的，但同一种动物大都选择似的地点睡觉,而且很多个体天天都在同一个地方睡觉。动物的睡眠地点一般是经过仔细选择的,以减少被捕食的危险，而且不致暴露在严酷的环境条件下如极冷或极热。因此,动物常常(chngchng)在地下的洞穴里和高高的树上睡觉而一些凶猛的动物，例如狮子常常睡在毫无隐蔽的地方。哺乳动物的睡眠经过(jnggu)了成千上万年的进化，睡眠的组成、睡眠的时间和睡眠地点的选择都有着它的道理。食草动物时时刻刻面临着被捕食的威胁，所以它们进化的睡极少的时间，而且即使在睡眠时也保持着极高的警惕，在这个基础上它们还会寻找较为安全睡眠场所；而对于食肉动物，它们为了消化肉类会花较多的时间在睡眠上，生存在食物链更高的层的食肉哺乳动物则更为“懒惰”，