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Insectos:
La estructura del sistema nervioso de insectos no permite que exista el sueño con las características con la que lo conocemos los humanos. Lo que sí que se ha observado en insectos son estados de reposo. En estudios analizando la privación de reposo se ha visto que no hay un aumento en el tiempo de recuperación, aunque se han observado que sí que provoca cambios en el movimiento yen la respuesta sensorial. En ningún caso se ha observado algo parecido a la fase REM.

Peces:
A pesar del gran número de especies de peces existentes (unas 30.000), solo se han realizado estudios analizando el sueño en unas diez. Y lo que se ha visto es que existe un estado de reposo similar al sueño, pero la anatomía de los sistemas cerebrales que controlan este estado de “vela-reposo” sontotalmente distintos a los conocidos en mamíferos. En algunos casos se ha visto que en peces a los que se ha privado de reposo aumentan el tiempo de este estado posteriormente. Ningún estudio afirma que en peces exista un estado de sueño.

Anfibios:
En el caso de los anfibios se han observado casos de distintos tipos. Así, en algunas especies de rana (como por ejemplo Rana catesbeiana) se haobservado que no existe sueño. Estas especies tienen una capacidad de respuesta incluso mayor cuando están en reposo que cuando están activas. Se cree que esta capacidad de vigilancia mientras se descansa es un mecanismo que ha evolucionado ya que de otra manera serían muy sensibles a los depredadores. En otras especies de anfibios (como en la rana arbórea Hyla septentrionalis) sí que se ha observadoque existe un estado de sueño, aunque sin que haya evidencia alguna de que exista una fase REM.

Reptiles:
Los estudios en reptiles son bastante contradictorios en un aspecto: los autores no se aclaran en si estos animales tienen una fase REM o no. Estas discrepancias se deben a que hay estudios que consideran que en reptiles existe una fase REM con características distintas a la de los humanos(por ejemplo no se vieron movimientos oculares), mientras que otros consideran que no existe fase REM en reptiles. Lo que sí que se ha visto es que en este estado similar a la fase REM existe una disminución de la respuesta sensorial (por ejemplo en tortugas esta disminución es del 29%).

Aves:
En aves se ha observado que existe sueño tanto en fase REM como en fase no REM. Lo que no se hanobservado son las patologías asociadas a la falta de sueño que sí que se vieron en experimentos por ejemplo con ratas. Tampoco se observó en aves que necesitaran de una etapa de recuperación de sueño después de estos experimentos de privación.

Mamíferos terrestres:
En los estudios realizados en diversas especies domésticas, como gatos, perros, ratones, etc. y otras como los monos se ha observadoque poseen un estado de sueño tal como lo conocemos los humanos. Pero la cosa cambia en otras especies como los grandes herbívoros. En el caso de los elefantes o las jirafas se ha visto que en zoos poseen un estado de sueño tal como lo conocemos, pero en condiciones salvajes la cosa cambia. Se ha observado que estas especies tienen muy pocas horas de sueño, y todavía no se tiene muy claro siverdaderamente en este estado de sueño realmente se ve reducida la respuesta sensorial, o si estos animales permanecen en un estado de alerta frente a depredadores.
En todas las especies de mamíferos terrestres se ha observado que existe fase REM, pero las propiedes del sueño cambian bastante de unas especies a otras. Así, por ejemplo cambian los estados del sueño en los que se secretan hormonas deunas especies a otras y las áreas del cerebro que se activan. Y otras cosas curiosas: en humanos y en ratas se producen erecciones durante la fase REM, y en cambio en otros animales como el armadillo se han observado en fase no REM.

Mamíferos marinos:
El caso de los mamíferos marinos es bastante peculiar. Así, se ha llegado a decir que son capaces de dormir con la mitad del cerebro y sin dejar...