From around 2750 to 2500 bc, Bell Beaker pottery became widespread across western and central Europe, before it disappeared between 2200 and 1800 bc. The forces that propelled its expansion are a matter of long-standing debate, and there is support for both cultural diffusion and migration having a role in this process. Here we present genome-wide data from 400 Neolithic, Copper Age and Bronze Age Europeans, including 226 individuals associated with Beaker-complex artefacts. We detected limited genetic affinity between Beaker-complex-associated individuals from Iberia and central Europe, and thus exclude migration as an important mechanism of spread between these two regions. However, migration had a key role in the further dissemination of the Beaker complex. We document this phenomenon most clearly in Britain, where the spread of the Beaker complex introduced high levels of steppe-related ancestry and was associated with the replacement of approximately 90% of Britain's gene pool within a few hundred years, continuing the east-to-west expansion that had brought steppe-related ancestry into central and northern Europe over the previous centuries.

The medieval period in Sicily was turbulent, involving successive regime changes, from Byzantine (Greek Christian), Aghlabid (Sunni Muslim), Fatimid (Shīʿa Muslim), to Normans and Swabians (Latin Christian). To shed new light on the local implications of regime changes, we conducted a multidisciplinary analysis of 27 individuals buried in adjacent Muslim and Christian cemeteries at the site of Segesta, western Sicily. By combining radiocarbon dating, genome-wide sequencing, stable and radiogenic isotopic data, and archaeological records, we uncover genetic differences between the two communities but find evidence of continuity in other aspects of life. Historical and archaeological evidence shows a Muslim community was present by the 12th century during Norman governance, with the Christian settlement appearing in the 13th century under Swabian governance. A Bayesian analysis of radiocarbon dates from the burials finds the abandonment of the Muslim cemetery likely occurred after the establishment of the Christian cemetery, indicating that individuals of both faiths were present in the area in the first half of the 13th century. The biomolecular results suggest the Christians remained genetically distinct from the Muslim community at Segesta while following a substantially similar diet. This study demonstrates that medieval regime changes had major impacts beyond the political core, leading to demographic changes while economic systems persisted and new social relationships emerged.

Bell Beaker pottery spread across western and central Europe beginning around 2750 BCE before disappearing between 2200-1800 BCE. The mechanism of its expansion is a topic of long-standing debate, with support for both cultural diffusion and human migration. We present new genome-wide ancient DNA data from 170 Neolithic, Copper Age and Bronze Age Europeans, including 100 Beaker-associated individuals. In contrast to the Corded Ware Complex, which has previously been identified as arriving in central Europe following migration from the east, we observe limited genetic affinity between Iberian and central European Beaker Complex-associated individuals, and thus exclude migration as a significant mechanism of spread between these two regions. However, human migration did have an important role in the further dissemination of the Beaker Complex, which we document most clearly in Britain using data from 80 newly reported individuals dating to 3900-1200 BCE. British Neolithic farmers were genetically similar to contemporary populations in continental Europe and in particular to Neolithic Iberians, suggesting that a portion of the farmer ancestry in Britain came from the Mediterranean rather than the Danubian route of farming expansion. Beginning with the Beaker period, and continuing through the Bronze Age, all British individuals harboured high proportions of Steppe ancestry and were genetically closely related to Beaker-associated individuals from the Lower Rhine area. We use these observations to show that the spread of the Beaker Complex to Britain was mediated by migration from the continent that replaced >90% of Britain's Neolithic gene pool within a few hundred years, continuing the process that brought Steppe ancestry into central and northern Europe 400 years earlier.

The roles of migration, admixture and acculturation in the European transition to farming have been debated for over 100 years. Genome-wide ancient DNA studies indicate predominantly Anatolian ancestry for continental Neolithic farmers, but also variable admixture with local Mesolithic hunter-gatherers. Neolithic cultures first appear in Britain c. 6000 years ago (kBP), a millennium after they appear in adjacent areas of northwestern continental Europe. However, the pattern and process of the British Neolithic transition remains unclear. We assembled genome-wide data from six Mesolithic and 67 Neolithic individuals found in Britain, dating from 10.5-4.5 kBP, a dataset that includes 22 newly reported individuals and the first genomic data from British Mesolithic hunter-gatherers. Our analyses reveals persistent genetic affinities between Mesolithic British and Western European hunter-gatherers over a period spanning Britain's separation from continental Europe. We find overwhelming support for agriculture being introduced by incoming continental farmers, with small and geographically structured levels of additional hunter-gatherer introgression. We find genetic affinity between British and Iberian Neolithic populations indicating that British Neolithic people derived much of their ancestry from Anatolian farmers who originally followed the Mediterranean route of dispersal and likely entered Britain from northwestern mainland Europe.

Abstract Great Antarctic expeditions, and subsequently developed seal hunting and whaling industries left an enormous legacy in natural history museum collections. Stable isotopes of carbon δ 13 C and nitrogen δ 15 N from specimens preserved in the collections can provide valuable information on long-term changes in foraging ecology of species and specify the baselines for the future comparisons with modern samples. To provide the basis for analysing the impact of whaling on marine ecosystem structuring, we conducted the bulk isotope analysis from the specimens of baleen whales ( Balaenoptera musculus and B. physalus ), beaked whale (Berardius arnuxii) , and seals (Arctocephalus australis and Hydrurga leptonyx ) collected between 1843 and 1951, preserved in the collection of Natural History Museum, London. Having controlled for the Suess effect, δ 13 C values in B. musculus , B. physalus and H. leptonyx were different before and after the onset of industrial whaling (1904). Bone collagen δ 15 N values and corresponding trophic position consistently changed in B. musculus and A. australis, suggesting potential temporal shifts in their diets. This study highlights the use of museum specimens for tracing the historical trends that could be associated with changes in the population structure and distribution of species and indicate long-term variability in their foraging ecology.

Abstract Rice and millet arrived in Western Japan from Korea around 3,000 years ago and spread eastwards across the archipelago in the next 700 years. However, the extent to which agriculture transformed traditional Jōmon hunter-gatherer-fisher communities is debated. Central Japan is a key area of study as remodelling of radiocarbon dates shows a slowdown in the dispersal rate of rice agriculture in this area. Here, we examine and compare the use of pottery by Final Jōmon and Early to Middle Yayoi communities in the Tōkai and the Central Highland regions of central Japan, using lipid residue analysis. Although the identification of specific biomarkers for rice remains elusive, an increase in the ratio of E/H C 18 APAAs with the arrival of rice and millet indicates a potential change in plant processing and consumption. We were also able to identify biomarkers for broomcorn millet (miliacin) in both Final Jōmon and Yayoi pottery. However, evidence for millet consumption is sparse and in all cases was likely mixed with wild hunted and foraged foods. We conclude therefore that, despite the introduction of rice and millet agriculture in central Japan, pre-existing diets and culinary habits of Jōmon hunter-gatherers remain important.

Abstract Foodcrusts have received relatively little attention in the burgeoning field of proteomic analysis of ancient cuisine. We remain ignorant of how cooking and burial impacts protein survival, and crucially, the extent to which the extractome reflects the composition of input ingredients. Therefore, through experimental analogues we explore the extent of protein survival in unburied and buried foodcrusts and ceramics using ‘typical’ Mesolithic ingredients (red deer, Atlantic salmon and sweet chestnut). We then explore a number of physiochemical properties theorised to aid protein preservation. The results reveal that proteins were much more likely to be detected in foodcrusts than ceramics using the methodology employed, input ingredient strongly influences protein preservation, and that degradation is not universal nor linear between proteins, indicating that multiple protein physiochemical properties are at play. While certain properties such as hydrophobicity apparently aid protein preservation, none single-handedly explain why particular proteins/peptides survive in buried foodcrusts: this complex interplay requires further investigation. The findings demonstrate that proteins indicative of the input ingredient can be identifiable in foodcrust, but that the full proteome is unlikely to preserve. While this shows promise for the survival of proteins in archaeological foodcrust, further research is needed to accurately interpret foodcrust extractomes.