Abstract The possibility to obtain genome-wide ancient DNA data from multiple individuals has facilitated an unprecedented perspective into prehistoric societies. Studying biological relatedness in these groups requires tailored approaches for analyzing ancient DNA due to its low coverage, post-mortem damage, and potential ascertainment bias. Here we present READv2 (Relatedness Estimation from Ancient DNA version 2), an improved Python 3 re-implementation of the most widely used tool for this purpose. While providing increased portability and making the software future-proof, we are also able to show that READv2 (a) is orders of magnitude faster than its predecessor; (b) has increased power to detect pairs of relatives using optimized default parameters; and, when the number of overlapping SNPs is sufficient, (c) can differentiate between full-siblings and parent-offspring, and (d) can classify pairs of third-degree relatedness. We further use READv2 to analyze a large empirical dataset that has previously needed two separate tools to reconstruct complex pedigrees. We show that READv2 yields results and precision similar to the combined approach but is faster and simpler to run. READv2 will become a valuable part of the archaeogenomic toolkit in providing an efficient and user-friendly classification of biological relatedness from pseudohaploid ancient DNA data.

Abstract Arguments have long suggested that the advent of early farming in the Near East and Anatolia was linked to a ‘Mother Goddess’ cult. However, evidence for a dominant female role in these societies has been scarce. We studied social organisation, mobility patterns and gendered practices in Neolithic Southwest Asia using 131 paleogenomes from Çatalhöyük East Mound (7100-5950 BCE), a major settlement in Central Anatolia with an uninterrupted occupation and an apparent egalitarian structure. In contrast to widespread genetic evidence for patrilocality in Neolithic Europe, the Çatalhöyük individuals revealed no indication of patrilocal mobility. Analysing genetic kin ties among individuals buried in the same house (co-burials) across 35 Çatalhöyük buildings, we identified close ties concentrated within buildings and among neighbours in Çatalhöyük’s Early period, akin to those in the preceding Pre-Pottery Neolithic in Southwest Asia. This pattern weakened over time: by the late 7th millennium BCE, subadults buried in the same building were rarely closely genetically related, despite sharing similar diets. Still, throughout the site’s occupation, genetic connections within Çatalhöyük buildings were much more frequently connected via the maternal than the paternal line. We also identified differential funerary treatment of female subadults compared to those of males, with a higher frequency of grave goods associated with females. Our results reveal how kinship practices changed while key female roles persisted over one thousand years in a large Neolithic community in western Eurasia.

There is growing interest in uncovering genetic kinship patterns in past societies using low-coverage paleogenomes. Here, we benchmark four tools for kinship estimation with such data: lcMLkin, NgsRelate, KIN, and READ, which differ in their input, IBD-estimation methods and statistical approaches. We used pedigree and ancient genome sequence simulations to evaluate these tools when only a limited number (1K to 50K) of shared SNPs (with minor allele frequency ≥0.01) are available. The performance of all four tools was comparable using ≥20K SNPs. We found that first-degree related pairs can be accurately classified even with 1K SNPs, with 85% F1 scores using READ and 96% using NgsRelate or lcMLkin. Distinguishing third-degree relatives from unrelated pairs or second-degree relatives was also possible with high accuracy (F1 >90%) with 5K SNPs using NgsRelate and lcMLkin, while READ and KIN showed lower success (69% and 79%, respectively). Meanwhile, noise in population allele frequencies and inbreeding (first cousin mating) led to deviations in kinship coefficients, with different sensitivities across tools. We conclude that using multiple tools in parallel might be an effective approach to achieve robust estimates on ultra-low coverage genomes.

Abstract The advent of genome-wide ancient DNA analysis has revolutionized our understanding of prehistoric societies. However, studying biological relatedness in these groups requires tailored approaches due to the challenges of analyzing ancient DNA. READv2, an optimized Python3 implementation of the most widely used tool for this purpose, addresses these challenges while surpassing its predecessor in speed and accuracy. For sufficient amounts of data, it can classify up to third-degree relatedness and differentiate between the two types of first-degree relatedness, full siblings and parent-offspring. READv2 enables user-friendly, efficient, and nuanced analysis of biological relatedness, facilitating a deeper understanding of past social structures.