The bat baculum

• Main Author: Herdina, Anna Nele
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2014
• Subjects: 42.80 Vertebrata: Allgemeines; 42.62 Tiermorphologie; Tieranatomie; 42.42 Fortpflanzung; Entwicklung; 42.84 Mammalia; 42.86 Spezielle Zoologie: Sonstiges; 42.03 Methoden und Techniken der Biologie; 42.21 Evolution; 42.61 Tiercytologie; Tierhistologie; 44.64 Radiologie; Chiroptera / Vespertilionidae / funktionelle Morphologie / Artbestimmung / Dünnschliff / Mikrocomputertomographie; Chiroptera / Vespertilionidae / functional morphology / species identification / ground section / x-ray microtomography; Pipistrellus pipistrellus
• Online Access: http://othes.univie.ac.at/34618/

Das Finden morphologischer Merkmale zur Bestimmung von Fledermausarten gewinnt mit der Entdeckung weiterer kryptischer Arten zunehmend an Bedeutung. Das Baculum (Os penis), ein oft verwendetes Artbestimmungsmertkmal, spielt vermutlich eine Rolle in der Partnerwahl und könnte als Fortpflanzungsbarriere zwischen nah verwandten Arten fungieren. Für den Pipistrellus pipistrellus/pygmaeus Artenkomplex, der ein Modellsystem für die kryptische Diversität europäischer Fledermäuse darstellt, wurde bis jetzt noch kein verlässliches morphologisches Artbestimmungsmerkmal gefunden. Diese Dissertation stellt eine Diskriminanzfunktion aus projizierter Länge, Breite und Höhe des Baculums vor, mit der 97,9% aller getesteten Fledermäuse (n=48) ihrer zuvor molekulargenetisch bestimmten Art zugeordnet werden konnten. Um eine Grundlage für funktionell-anatomische Studien zu schaffen, wurde das Baculum histologisch und experimentell untersucht. Bacula von Plecotus und Pipistrellus Arten wurden, zusammen mit dem umgebenden Penisgewebe, mit seriellen Dünnschliffen und Semidünnschnitten, in Kombination mit MikroCT Aufnahmen, untersucht. Um Hypothesen zur Baculumfunktion experimentell zu testen, wurden die Corpora cavernosa der Penes toter Fledermäuse mit Formol aufgefüllt. Die Position der Bacula und der Weichgewebe im Verhältnis zueinander wurden, mittels virtueller Schnittebenen und 3D Modellen aus hochauflösenden MikroCT Aufnahmen, zwischen schlaffen und "erigierten" Penes verglichen. Histomorphologische und experimentelle Ergebnisse unterstützen die beiden getesteten Hypothesen: 1) Baculum und Corpora cavernosa bilden eine funktionelle Einheit um gemeinsam sowohl den Penisschaft als auch die Glans penis zu versteifen. 2) Das Baculum kann die Urethra und ihre Öffnung während Erektion und Kopulation davor schützen, komprimiert zu werden. With the recent discovery of many cryptic bat species, finding morphological characters discriminating these genetically defined taxa has become a crucial issue. The baculum (os penis) has been assumed to play a role in mate choice and could be a mating barrier between closely related species. Thus, it has been used in species discrimination for a long time. The Pipistrellus pipistrellus/pygmaeus species complex is a model system for cryptic diversity in European bats. However, no reliable morphological discriminating characters have yet been found. This dissertation introduces a discriminant function, combining projected length, width, and height of the baculum, which was able to reliably assign 97.9% of the tested specimens (n=48) to their genetically identified species. To establish a baseline for functional anatomy, the baculum was studied histologically and experimentally. The baculum in connection with the surrounding soft tissues of the penis in Plecotus and Pipistrellus species was evaluated in serial, surface-stained ground sections and semithin sections in combination with microCT imaging. To test hypotheses on baculum function experimentally, the corpora cavernosa of bat penes were inflated post mortem. Baculum positions in relation to the soft tissues were compared in high-resolution microCT virtual sections and 3D models of flaccid and "erect" penes. Histomorphological and experimental results supported both of the hypotheses tested: 1) baculum and corpora cavernosa form a functional unit, supporting both the penile shaft and the glans; and 2) the baculum can protect the distal urethra and urethral opening from compression during erection and copulation.