Abstract Transition from the Stone to the Bronze Age in Central and Western Europe was a period of major population movements originating from the Ponto-Caspian Steppe. Here, we report new genome-wide sequence data from 28 individuals from the territory north of this source area – from the under-studied Western part of present-day Russia, including Stone Age hunter-gatherers (10,800–4,250 cal BC) and Bronze Age farmers from the Corded Ware complex called Fatyanovo Culture (2,900–2,050 cal BC). We show that Eastern hunter-gatherer ancestry was present in Northwestern Russia already from around 10,000 BC. Furthermore, we see a clear change in ancestry with the arrival of farming – the Fatyanovo Culture individuals were genetically similar to other Corded Ware cultures, carrying a mixture of Steppe and European early farmer ancestry and thus likely originating from a fast migration towards the northeast from somewhere in the vicinity of modern-day Ukraine, which is the closest area where these ancestries coexisted from around 3,000 BC.

Abstract The extent of the devastation of the Black Death pandemic (1346-53) on European populations is known from documentary sources and its bacterial source illuminated by studies of ancient pathogen DNA. What has remained less understood is the effect of the pandemic on human mobility and genetic diversity at local scale in the context of the social stratification of medieval communities. Here we study 275 newly reported ancient genomes from later medieval and post-medieval Cambridgeshire, from individuals buried before, during, and after the Black Death. The majority of individuals examined had local genetic ancestries. Consistent with the function of the institutions, we found a lack of close relatives among the friars and the inmates of the hospital in contrast to their abundance in general urban and rural parish communities. Accounting for the genetic component for height accentuates the disparities between social groups in stature estimated from long bones, as a proxy for health and the quality of life. While we detect long-term shifts in local genetic ancestry in Cambridgeshire that either pre- or postdate the Black Death, we find no evidence of major changes in genetic ancestry nor, in contrast to recent claims, higher differentiation of immune loci between cohorts living before and after the Black Death.

Summary Human herpes simplex virus 1 (HSV-1), a life-long infection spread by oral contact, today infects a majority of adults globally 1 , yet no ancient HSV-1 genomes have yet been published. Phylogeographic clustering of sampled diversity into European, pan-Eurasian, and African groups 2, 3 has suggested that the virus co-diverged with anatomically modern humans migrating out of Africa 4 , although a much younger origin has also been proposed 5 . The lack of ancient HSV-1 genomes, high rates of recombination, and high mobility of humans in the modern era have impeded the understanding of HSV-1’s evolutionary history. Here we present three full ancient European HSV-1 genomes and one partial genome, dating to between the 3rd and 17th century CE, sequenced to up to 9.5× with paired human genomes up to 10.16×. These HSV-1 strains fall within modern Eurasian diversity. We estimate a mean mutation rate of 7.6 × 10 - 7 - 1.13 × 10 - 6 for non-African diversity leading to an estimated age of sampled modern Eurasian diversity to 4.68 (3.87 - 5.65) kya. Extrapolation of these rates indicate the age of sampled HSV-1 to 5.29 (4.60-6.12 kya, suggesting lineage replacement coinciding with late Neolithisation and implicating Bronze Age migrations 6 in the distribution of HSV-1 through Eurasia.

Abstract Although dozens of ancient Yersinia pestis genomes and a vast corpus of documentary data are available, the origin and spread of consecutive outbreaks of the Second Plague Pandemic in Europe (14th–18th c.) are still poorly understood. For the majority of ancient genomes, only radiocarbon dates spanning several decades are available, hampering an association with historically recorded plague outbreaks. Here, we present new genomic evidence of the Second Pandemic from 11 sites in England, Estonia, the Netherlands, Russia, and Switzerland yielding 11 Y. pestis genomes with >4-fold mean coverage dating to between 1349 and 1710. In addition, we present a novel approach for integrating the chronological information retrieved from phylogenetic analysis with their respective radiocarbon dates, based on a novel methodology offering more precise dating intervals. Together with a fine-grained analysis of documentarily recorded plague outbreaks, this allows us to tentatively associate all available Y. pestis genomes of the Second Pandemic with historically documented plague outbreaks. Through these combined multidisciplinary analytical efforts, our newly sequenced genomes can be attributed to the Black Death in Cambridge (England), the pestis tertia or pestis quarta in the late 14th century (Estonia), previously unknown branches emerging in the 15th century (Estonia, the Netherlands and England), and a widespread pandemic in Eastern Europe around 1500 (western Russia), which all seem to have originated from one or multiple reservoirs located in Central Europe. While the latter continued to harbour a major Y. pestis lineage at least until the 1630s, represented by new genomes of the Thirty Years’ War plague (Switzerland), another lineage consecutively spread into Europe between the 17th and 18th century from the Ottoman Empire, as evidenced by a genome associated with the Great Northern War plague (Estonia). By combining phylogenetic analysis with a systematic historical reconstruction based on textual sources and an innovative phylogenetically informed radiocarbon modelling (PhIRM), we offer a new groundbreaking interdisciplinary approach that solves several fundamental methodological challenges associated with phylogenetic and spatio-temporal reconstruction of historical pandemics.

Summary The geographical location and shape of Apulia, a narrow land stretching out in the sea at the South of Italy, made this region a Mediterranean crossroads connecting Western Europe and the Balkans. Such movements culminated at the beginning of the Iron Age with the Iapygian civilization which consisted of three cultures: Peucetians, Messapians and Daunians. Among them, the Daunians left a peculiar cultural heritage, with one-of-a-kind stelae and pottery, but, despite the extensive archaeological literature, their origin has been lost to time. In order to shed light on this and to provide a genetic picture of Iron Age Southern Italy, we collected and sequenced human remains from three archaeological sites geographically located in Northern Apulia (the area historically inhabited by Daunians) and radiocarbon dated between 1157 and 275 calBCE. We find that Iron Age Apulian samples are still distant from the genetic variability of modern-day Apulians, they show a remarkable genetic heterogeneity, even though a few kilometers and centuries separate them, and they are well inserted into the Iron Age Pan-Mediterranean genetic landscape. Our study provides for the first time a window on the genetic make-up of pre-imperial Southern Italy, whose increasing connectivity within the Mediterranean landscape, would have contributed to laying the foundation for modern genetic variability. In this light, the genetic profile of Daunians may be compatible with an autochthonous origin, with plausible contributions from the Balkan peninsula.

Abstract The Roman period saw the empire expand across Europe and the Mediterranean, including much of what is today the United Kingdom. While there is written evidence of high mobility into and out of Britain for administrators, traders and the military, the impact of imperialism on local population structure is invisible in the textual record. The extent of genetic change that occurred in Britain before the Early Medieval Period and how closely linked by genetic kinship the local populations were, remains underexplored. Here, using genome-wide data from 52 ancient individuals from Cambridgeshire, we show low levels of genetic ancestry differentiation between Romano-British sites and lower levels of runs of homozygosity over 4 centimorgans (cM than in the Bronze Age and Neolithic. We find fourteen cases of genetic relatedness within and one between sites without evidence of patrilineal dominance and one case of temporary mobility within a family unit during the Late Romano-British period. We also show that the modern patterns of genetic ancestry composition in Modern Britain emerged after the Roman period.

Abstract Background The Italic Iron Age was characterized by the presence of various ethnic groups partially examined from a genomic perspective. To explore the evolution of Iron Age Italic populations and the genetic impact of Romanization, we focused on the Picenes, one of the most fascinating pre-Roman civilizations, who flourished on the Middle Adriatic side of Central Italy between the 9 th and the 3 rd century BCE, until the Roman colonization. Results We analyzed more than 50 samples, spanning more than 1,000 years of history from the Iron Age to Late Antiquity. Despite cultural diversity, our analysis reveals no major differences between the Picenes and other coeval populations, suggesting a shared genetic history of the Central Italian Iron Age ethnic groups. Nevertheless, a slight genetic differentiation between populations along the Adriatic and Tyrrhenian coasts can be observed, possibly due to genetic contacts between populations residing on the Italian and Balkan shores of the Adriatic Sea. Additionally, we found several individuals with ancestries deviating from their general population. Lastly, In the Late Antiquity period, the genetic landscape of the Middle Adriatic region drastically changed, indicating a relevant influx from the Near East. Conclusions Our findings, consistently with archeological hypotheses, suggest genetic interactions across the Adriatic Sea during the Bronze/Iron Age and a high level of individual mobility typical of cosmopolitan societies. Finally, we highlighted the role of the Roman Empire in shaping genetic and phenotypic changes that greatly impacted the Italian peninsula.