The Bronze Age of Eurasia (around 3000–1000 BC) was a period of major cultural changes. However, there is debate about whether these changes resulted from the circulation of ideas or from human migrations, potentially also facilitating the spread of languages and certain phenotypic traits. We investigated this by using new, improved methods to sequence low-coverage genomes from 101 ancient humans from across Eurasia. We show that the Bronze Age was a highly dynamic period involving large-scale population migrations and replacements, responsible for shaping major parts of present-day demographic structure in both Europe and Asia. Our findings are consistent with the hypothesized spread of Indo-European languages during the Early Bronze Age. We also demonstrate that light skin pigmentation in Europeans was already present at high frequency in the Bronze Age, but not lactose tolerance, indicating a more recent onset of positive selection on lactose tolerance than previously thought. An analysis of 101 ancient human genomes from the Bronze Age (3000–1000 bc) reveals large-scale population migrations in Eurasia consistent with the spread of Indo-European languages; individuals frequently had light skin pigmentation but were not lactose tolerant. Was the Bronze Age of a period of major cultural changes because of circulation of ideas or because of large-scale migrations? The authors sequence and analyse low-coverage genomes from 101 ancient humans from across Eurasia to reveal large-scale population migrations and replacements during this time. Analyses indicate that light skin pigmentation was already frequent among Europeans in the Bronze Age but not lactose tolerance, indicating a more recent onset of positive selection on the latter trait than previously believed. The reported findings are also consistent with the spread of Indo-European languages during the Early Bronze Age reported on page 207 of this issue.

The population history of Aboriginal Australians remains largely uncharacterized. Here we generate high-coverage genomes for 83 Aboriginal Australians (speakers of Pama–Nyungan languages) and 25 Papuans from the New Guinea Highlands. We find that Papuan and Aboriginal Australian ancestors diversified 25–40 thousand years ago (kya), suggesting pre-Holocene population structure in the ancient continent of Sahul (Australia, New Guinea and Tasmania). However, all of the studied Aboriginal Australians descend from a single founding population that differentiated ~10–32 kya. We infer a population expansion in northeast Australia during the Holocene epoch (past 10,000 years) associated with limited gene flow from this region to the rest of Australia, consistent with the spread of the Pama–Nyungan languages. We estimate that Aboriginal Australians and Papuans diverged from Eurasians 51–72 kya, following a single out-of-Africa dispersal, and subsequently admixed with archaic populations. Finally, we report evidence of selection in Aboriginal Australians potentially associated with living in the desert. Whole-genome sequence data for 108 individuals representing 28 language groups across Australia and five language groups for Papua New Guinea suggests that Aboriginal Australians and Papuans diverged from Eurasian populations approximately 60–100 thousand years ago, following a single out-of-Africa dispersal and subsequent admixture with archaic populations. Three international collaborations reporting in this issue of Nature describe 787 high-quality genomes from individuals from geographically diverse populations. David Reich and colleagues analysed whole-genome sequences of 300 individuals from 142 populations. Their findings include an accelerated estimated rate of accumulation of mutations in non-Africans compared to Africans since divergence, and that indigenous Australians, New Guineans and Andamanese do not derive substantial ancestry from an early dispersal of modern humans but from the same source as that of other non-Africans. Eske Willerlsev and colleagues obtained whole-genome data for 83 Aboriginal Australians and 25 Papuans from the New Guinea Highlands. They estimate that Aboriginal Australians and Papuans diverged from Eurasian populations 51,000–72,000 years ago, following a single out-of-Africa dispersal. Luca Pagani et al. report on a dataset of 483 high-coverage human genomes from 148 populations worldwide, including 379 new genomes from 125 populations. Their analyses support the model by which all non-African populations derive most of their genetic ancestry from a single recent migration out of Africa, although a Papuan contribution suggests a trace of an earlier human expansion.

The bacteria Yersinia pestis is the etiological agent of plague and has caused human pandemics with millions of deaths in historic times. How and when it originated remains contentious. Here, we report the oldest direct evidence of Yersinia pestis identified by ancient DNA in human teeth from Asia and Europe dating from 2,800 to 5,000 years ago. By sequencing the genomes, we find that these ancient plague strains are basal to all known Yersinia pestis. We find the origins of the Yersinia pestis lineage to be at least two times older than previous estimates. We also identify a temporal sequence of genetic changes that lead to increased virulence and the emergence of the bubonic plague. Our results show that plague infection was endemic in the human populations of Eurasia at least 3,000 years before any historical recordings of pandemics.

Asian rice, Oryza sativa, is one of world's oldest and most important crop species. Rice is believed to have been domesticated ∼9,000 y ago, although debate on its origin remains contentious. A single-origin model suggests that two main subspecies of Asian rice, indica and japonica, were domesticated from the wild rice O. rufipogon. In contrast, the multiple independent domestication model proposes that these two major rice types were domesticated separately and in different parts of the species range of wild rice. This latter view has gained much support from the observation of strong genetic differentiation between indica and japonica as well as several phylogenetic studies of rice domestication. We reexamine the evolutionary history of domesticated rice by resequencing 630 gene fragments on chromosomes 8, 10, and 12 from a diverse set of wild and domesticated rice accessions. Using patterns of SNPs, we identify 20 putative selective sweeps on these chromosomes in cultivated rice. Demographic modeling based on these SNP data and a diffusion-based approach provide the strongest support for a single domestication origin of rice. Bayesian phylogenetic analyses implementing the multispecies coalescent and using previously published phylogenetic sequence datasets also point to a single origin of Asian domesticated rice. Finally, we date the origin of domestication at ∼8,200-13,500 y ago, depending on the molecular clock estimate that is used, which is consistent with known archaeological data that suggests rice was first cultivated at around this time in the Yangtze Valley of China.

The population structure of Native Mexicans The genetics of indigenous Mexicans exhibit substantial geographical structure, some as divergent from each other as are existing populations of Europeans and Asians. By performing genome-wide analyses on Native Mexicans from differing populations, Moreno-Estrada et al. successfully recapitulated the pre-Columbian substructure of Mexico. This ancestral structure is evident among cosmopolitan Mexicans and is correlated with subcontinental origins and medically relevant aspects of lung function. These findings exemplify the importance of understanding the genetic contributions of admixed individuals. Science , this issue p. 1280

The Tyrolean Iceman, a 5,300-year-old Copper age individual, was discovered in 1991 on the Tisenjoch Pass in the Italian part of the Ötztal Alps. Here we report the complete genome sequence of the Iceman and show 100% concordance between the previously reported mitochondrial genome sequence and the consensus sequence generated from our genomic data. We present indications for recent common ancestry between the Iceman and present-day inhabitants of the Tyrrhenian Sea, that the Iceman probably had brown eyes, belonged to blood group O and was lactose intolerant. His genetic predisposition shows an increased risk for coronary heart disease and may have contributed to the development of previously reported vascular calcifications. Sequences corresponding to ∼60% of the genome of Borrelia burgdorferi are indicative of the earliest human case of infection with the pathogen for Lyme borreliosis. The Tyrolean Iceman is 5,300 years old and his mitochondrial genome has been previously sequenced. This study reports the full genome sequence of the Iceman and reveals that he probably had brown eyes, was at risk for coronary disease and may have been infected with the pathogen Lyme borreliosis.

For thousands of years the Eurasian steppes have been a centre of human migrations and cultural change. Here we sequence the genomes of 137 ancient humans (about 1× average coverage), covering a period of 4,000 years, to understand the population history of the Eurasian steppes after the Bronze Age migrations. We find that the genetics of the Scythian groups that dominated the Eurasian steppes throughout the Iron Age were highly structured, with diverse origins comprising Late Bronze Age herders, European farmers and southern Siberian hunter-gatherers. Later, Scythians admixed with the eastern steppe nomads who formed the Xiongnu confederations, and moved westward in about the second or third century bc, forming the Hun traditions in the fourth–fifth century ad, and carrying with them plague that was basal to the Justinian plague. These nomads were further admixed with East Asian groups during several short-term khanates in the Medieval period. These historical events transformed the Eurasian steppes from being inhabited by Indo-European speakers of largely West Eurasian ancestry to the mostly Turkic-speaking groups of the present day, who are primarily of East Asian ancestry. Sequences of 137 ancient and 502 modern human genomes illuminate the population history of the Eurasian steppes after the Bronze Age and document the replacement of Indo-European speakers of West Eurasian ancestry by Turkic-speaking groups of East Asian ancestry.

The human occupation history of Southeast Asia (SEA) remains heavily debated. Current evidence suggests that SEA was occupied by Hòabìnhian hunter-gatherers until ~4000 years ago, when farming economies developed and expanded, restricting foraging groups to remote habitats. Some argue that agricultural development was indigenous; others favor the "two-layer" hypothesis that posits a southward expansion of farmers giving rise to present-day Southeast Asian genetic diversity. By sequencing 26 ancient human genomes (25 from SEA, 1 Japanese Jōmon), we show that neither interpretation fits the complexity of Southeast Asian history: Both Hòabìnhian hunter-gatherers and East Asian farmers contributed to current Southeast Asian diversity, with further migrations affecting island SEA and Vietnam. Our results help resolve one of the long-standing controversies in Southeast Asian prehistory.

Ancient steppes for human equestrians The Eurasian steppes reach from the Ukraine in Europe to Mongolia and China. Over the past 5000 years, these flat grasslands were thought to be the route for the ebb and flow of migrant humans, their horses, and their languages. de Barros Damgaard et al. probed whole-genome sequences from the remains of 74 individuals found across this region. Although there is evidence for migration into Europe from the steppes, the details of human movements are complex and involve independent acquisitions of horse cultures. Furthermore, it appears that the Indo-European Hittite language derived from Anatolia, not the steppes. The steppe people seem not to have penetrated South Asia. Genetic evidence indicates an independent history involving western Eurasian admixture into ancient South Asian peoples. Science , this issue p. eaar7711

Despite broad agreement that the Americas were initially populated via Beringia, the land bridge that connected far northeast Asia with northwestern North America during the Pleistocene epoch, when and how the peopling of the Americas occurred remains unresolved. Analyses of human remains from Late Pleistocene Alaska are important to resolving the timing and dispersal of these populations. The remains of two infants were recovered at Upward Sun River (USR), and have been dated to around 11.5 thousand years ago (ka). Here, by sequencing the USR1 genome to an average coverage of approximately 17 times, we show that USR1 is most closely related to Native Americans, but falls basal to all previously sequenced contemporary and ancient Native Americans. As such, USR1 represents a distinct Ancient Beringian population. Using demographic modelling, we infer that the Ancient Beringian population and ancestors of other Native Americans descended from a single founding population that initially split from East Asians around 36 ± 1.5 ka, with gene flow persisting until around 25 ± 1.1 ka. Gene flow from ancient north Eurasians into all Native Americans took place 25-20 ka, with Ancient Beringians branching off around 22-18.1 ka. Our findings support a long-term genetic structure in ancestral Native Americans, consistent with the Beringian 'standstill model'. We show that the basal northern and southern Native American branches, to which all other Native Americans belong, diverged around 17.5-14.6 ka, and that this probably occurred south of the North American ice sheets. We also show that after 11.5 ka, some of the northern Native American populations received gene flow from a Siberian population most closely related to Koryaks, but not Palaeo-Eskimos, Inuits or Kets, and that Native American gene flow into Inuits was through northern and not southern Native American groups. Our findings further suggest that the far-northern North American presence of northern Native Americans is from a back migration that replaced or absorbed the initial founding population of Ancient Beringians.