Abstract The Arctic is among the most climatically sensitive environments on Earth, and the disappearance of multiyear sea-ice in the Arctic Ocean is predicted within decades. As apex predators, polar bears are sentinel species for addressing the impact of environmental variability on Arctic marine ecosystems. By integrating genomics, isotopic analysis, morphometrics, and ecological modelling, we investigate how Holocene environmental changes affected the evolutionary ecology of polar bears around Greenland. We show that throughout the last ∼11,000 years, Greenlandic polar bears have been heavily influenced by changes in sea-surface temperature (SST) and sea-ice cover. Most notable are major reductions in effective population size at the beginning of the Holocene and during the Holocene Thermal Maximum ∼6 kya, which coincide with increases in annual mean SST, reduction in sea-ice covers, declines in suitable habitat, and shifts in suitable habitat northwards. Furthermore, we show how individuals sampled from west and east Greenland are genetically, morphologically, and ecologically distinct. We find bears sampled in west Greenland to be larger, more genetically diverse and have diets dominated by ringed seals, whereas bears from east Greenland are smaller and less diverse with more varied diets, putatively driven by regional biotic differences. Taken together, we provide novel insights into the vulnerability of polar bears to environmental change, and how the Arctic marine ecosystem plays a vital role in shaping the evolutionary and ecological trajectories of its inhabitants. Teaser Multivariate investigations of the environment’s role in the evolutionary ecology of Greenlandic polar bears.

Abstract Accurate sex identification is crucial for elucidating the biology of a species. In the absence of directly observable sexual characteristics, sex identification of wild fauna can be challenging, if not impossible. Molecular sexing offers a powerful alternative to morphological sexing approaches. Here, we present SeXY, a novel sex-identification pipeline, for very low-coverage shotgun sequencing data from a single individual. SeXY was designed to utilise low-effort screening data for sex identification and does not require a conspecific sex-chromosome assembly as reference. We assess the accuracy of our pipeline to data quantity by downsampling sequencing data from 100,000 to 1,000 mapped reads, and to reference genome selection by mapping to a variety of reference genomes of various qualities and phylogenetic distance. We show that our method is 100% accurate when mapping to a high-quality (highly contiguous N50 > 30 Mb) conspecific genome, even down to 1,000 mapped reads. For lower-quality reference assemblies (N50 < 30 Mb), our method is 100% accurate with 50,000 mapped reads, regardless of reference assembly quality or phylogenetic distance. The SeXY pipeline provides several advantages over previously implemented methods; SeXY (i) requires sequencing data from only a single individual, (ii) does not require assembled conspecific sex-chromosomes, or even a conspecific reference assembly, (iii) takes into account variation in coverage across the genome, and (iv) is accurate with only 1,000 mapped reads in many cases.