Homo naledi is a previously-unknown species of extinct hominin discovered within the Dinaledi Chamber of the Rising Star cave system, Cradle of Humankind, South Africa. This species is characterized by body mass and stature similar to small-bodied human populations but a small endocranial volume similar to australopiths. Cranial morphology of H. naledi is unique, but most similar to early Homo species including Homo erectus, Homo habilis or Homo rudolfensis. While primitive, the dentition is generally small and simple in occlusal morphology. H. naledi has humanlike manipulatory adaptations of the hand and wrist. It also exhibits a humanlike foot and lower limb. These humanlike aspects are contrasted in the postcrania with a more primitive or australopith-like trunk, shoulder, pelvis and proximal femur. Representing at least 15 individuals with most skeletal elements repeated multiple times, this is the largest assemblage of a single species of hominins yet discovered in Africa.

Abstract The hypothesis that the evolution of humans involved hybridization between diverged species has been actively debated in recent years. We present novel evidence in support of this hypothesis: the analysis of nuclear pseudogenes of mtDNA (“NUMTs”). NUMTs are considered “mtDNA fossils”, as they preserve sequences of ancient mtDNA and thus carry unique information about ancestral populations. Our comparison of a NUMT sequence shared by humans, chimpanzees, and gorillas with their mtDNAs implies that, around the time of divergence between humans and chimpanzees, our evolutionary history involved the interbreeding of individuals whose mtDNA had diverged as much as ~4.5 Myr prior. This large divergence suggests a distant interspecies hybridization. Additionally, analysis of two other NUMTs suggests that such events occurred repeatedly. Our findings suggest a complex pattern of speciation in primate human ancestors and provide a potential explanation for the mosaic nature of fossil morphology found at the emergence of the hominin lineage.

Abstract Complex morphological traits are the product of many genes with transient or lasting developmental effects that interact in anatomical context. Mouse models are a key resource for disentangling such effects, because they offer myriad tools for manipulating the genome in a controlled environment. Unfortunately, phenotypic data are often obtained using laboratory-specific protocols, resulting in self-contained datasets that are difficult to relate to one another for larger scale analyses. To enable meta-analyses of morphological variation, particularly in the craniofacial complex and brain, we created MusMorph, a database of standardized mouse morphology data spanning numerous genotypes and developmental stages, including E10.5, E11.5, E14.5, E15.5, E18.5, and adulthood. To standardize data collection, we implemented an atlas-based phenotyping pipeline that combines techniques from image registration, deep learning, and morphometrics. Alongside stage-specific atlases, we provide aligned micro-computed tomography images, dense anatomical landmarks, and segmentations (if available) for each specimen ( N =10,056). Our workflow is open-source to encourage transparency and reproducible data collection. The MusMorph data and scripts are available on FaceBase ( www.facebase.org , doi.org/10.25550/3-HXMC) and GitHub ( https://github.com/jaydevine/MusMorph ).

This is an exciting time for our understanding of the origin of our species. Previous scientific consensus saw human evolution as defined by adaptive differences (behavioural and/or biological) and the emergence of Homo sapiens as the ultimate replacement of non-modern groups by a modern, adaptively more competitive one. However, recent research has shown that the process underlying our origins was considerably more complex. While archaeological and fossil evidence suggests that behavioural complexity may not be confined to the modern human lineage, recent paleogenomic work shows that gene flow between distinct lineages (e.g. Neanderthals, Denisovans, early H. sapiens ) occurred repeatedly in the Late Pleistocene, likely contributing elements to our genetic make-up that might have been crucial to our success as a diverse, adaptable species. Following these advances, the prevailing human origins model has shifted from one of near-complete replacement to a more nuanced view of partial replacement with considerable reticulation. Here we provide a brief introduction to the current genetic evidence for hybridization among hominins, its prevalence in, and effects on, comparative mammal groups, and especially how it manifests in the skull. We then explore the degree to which cranial variation seen in the fossil record of Late Pleistocene hominins from Western Eurasia corresponds with our current genetic and comparative data. We are especially interested in understanding the degree to which skeletal data can reflect admixture. Our findings indicate some correspondence between these different lines of evidence, flag individual fossils as possibly admixed, and suggest that different cranial regions may preserve hybridisation signals differentially. We urge further studies of the phenotype in order to expand our ability to detect the ways in which migration, interaction and genetic exchange have shaped the human past, beyond what is currently visible with the lens of ancient DNA.

Abstract Recent fossil finds have highlighted extensive morphological diversity within our genus, Homo , and the co-existence of a number of species. However, little is known about the evolutionary processes responsible for producing this diversity. Understanding the action of these processes can provide insight into how and why our lineage evolved and diversified. Here, we examine cranial and mandibular variation and diversification from the earliest emergence of our genus at 2.8 Ma until the Late Pleistocene (0.126-0.0117 Ma), using statistical tests developed from quantitative genetics theory to evaluate whether stochastic (genetic drift) versus non-stochastic (selection) processes were responsible for the observed variation. Results show that random processes can account for species diversification for most traits, including neurocranial diversification, and across all time periods. Where selection was found to shape diversification, we show that: 1) adaptation was important in the earliest migration of Homo out of Africa; 2) selection played a role in shaping mandibular and maxillary diversity among Homo groups, possibly due to dietary differences; and 3) Homo rudolfensis is adaptively different from other early Homo taxa, including the earliest known Homo specimen. These results show that genetic drift, and likely small population sizes, were important factors shaping the evolution of Homo and many of its novel traits, but that selection played an essential role in driving adaptation to new contexts.

The evolutionary relationships among extinct African hominin taxa are highly debated and largely unresolved, due in part to a lack of molecular data. Even within taxa, it is not always clear, based on morphology alone, whether ranges of variation are due to sexual dimorphism versus potentially undescribed taxonomic diversity. For Paranthropus robustus , a Pleistocene hominin found only in South Africa, both phylogenetic relationships to other taxa 1,2 and the nature of intraspecific variation 3–6 are still disputed. Here we report the mass spectrometric (MS) sequencing of enamel proteomes from four ca. 2 million year (Ma) old dental specimens attributed morphologically to P. robustus, from the site of Swartkrans. The identification of AMELY-specific peptides and semi-quantitative MS data analysis enabled us to determine the biological sex of all the specimens. Our combined molecular and morphometric data also provide compelling evidence of a significant degree of variation within southern African Paranthropus , as previously suggested based on morphology alone 6 . Finally, the molecular data also confirm the taxonomic placement of Paranthropus within the hominin clade. This study demonstrates the feasibility of recovering informative Early Pleistocene hominin enamel proteins from Africa. Crucially, it also shows how the analysis of these proteins can contribute to understanding whether hominin morphological variation is due to sexual dimorphism or to taxonomic differences. We anticipate that this approach can be widely applied to geologically-comparable sites within South Africa, and possibly more broadly across the continent.

Abstract Background Hybrids are expected to show greater phenotypic variation than their parental species, yet how hybrid phenotype expression varies with genetic distances in closely-related parental species remains surprisingly understudied. Here we study pelage and morphometric trait variation in anthropogenic hybrids between four species of Brazilian Callithrix marmosets, a relatively recent primate radiation. Marmoset species are distinguishable by pelage phenotype and level of morphological specialization for eating tree exudates. Here, we (1) describe qualitative phenotypic pelage differences between parental species and hybrids; (2) test whether significant quantitative differences exist between parental and hybrid morphometric phenotypes; and (3) determine which hybrid morphometic traits show heterosis, dysgenesis, trangression, or intermediacy relative to the parental trait. For morphometric traits, we investigated both cranial and post-cranial traits, particularly as most hybrid morphological studies focus on the former instead of the latter. Finally, we estimate mitogenomic distances between marmoset species from previously published data. Results Hybrid facial and overall body pelage variation reflected coloration and patterns seen in parental species. In morphometric traits, C. jacchus and C. penicillata were the most similar to each other, while C. aurita was the most distinct, and C. geoffroyi trait measures fell between these other species. Most traits in C. jacchus x C. penicillata hybrids showed either heterosis or were intermediate relative to the parental trait values. We observed heterosis and dygenesis in traits of C. penicillata x C. geoffroyi hybrids. Trangressive segregation was observed in hybrids of C. aurita and the other species. These hybrids were also C. aurita -like for a number of traits. Genetic distance was closest between C. jacchus and C. penicillata and farthest between C. aurita and the other species. Conclusion We attributed significant phenotypic differences between marmoset species to differences in morphological exudivory specialization in these species. Our results suggest that intermediate hybrid traits relative to the parental trait values are more likely in crosses between species with relatively lesser genetic distance. More extreme phenotypic variation is more likely in parental species with greater genetic distance, with transgressive traits appearing in hybrids of the most genetically distant parental species. We further suggest that that less developmental disturbances can be expected in hybrids of more recently diverged parental species.