Abstract Farming was first introduced to southeastern Europe in the mid-7 th millennium BCE – brought by migrants from Anatolia who settled in the region before spreading throughout Europe. To clarify the dynamics of the interaction between the first farmers and indigenous hunter-gatherers where they first met, we analyze genome-wide ancient DNA data from 223 individuals who lived in southeastern Europe and surrounding regions between 12,000 and 500 BCE. We document previously uncharacterized genetic structure, showing a West-East cline of ancestry in hunter-gatherers, and show that some Aegean farmers had ancestry from a different lineage than the northwestern Anatolian lineage that formed the overwhelming ancestry of other European farmers. We show that the first farmers of northern and western Europe passed through southeastern Europe with limited admixture with local hunter-gatherers, but that some groups mixed extensively, with relatively sex-balanced admixture compared to the male-biased hunter-gatherer admixture that prevailed later in the North and West. Southeastern Europe continued to be a nexus between East and West after farming arrived, with intermittent genetic contact from the Steppe up to 2,000 years before the migration that replaced much of northern Europe’s population.

Abstract Ancient DNA research in the past decade has revealed that European population structure changed dramatically in the prehistoric period (14,000-3,000 years before present, YBP), reflecting the widespread introduction of Neolithic farmer and Bronze Age Steppe ancestries. However, little is known about how population structure changed from the historical period onward (3,000 YBP - present). To address this, we collected whole genomes from 204 individuals from Europe and the Mediterranean, many of which are the first historical period genomes from their region (e.g. Armenia and France). We found that most regions show remarkable inter-individual heterogeneity. At least 7% of historical individuals carry ancestry uncommon in the region where they were sampled, some indicating cross-Mediterranean contacts. Despite this high level of mobility, overall population structure across western Eurasia is relatively stable through the historical period up to the present, mirroring geography. We show that, under standard population genetics models with local panmixia, the observed level of dispersal would lead to a collapse of population structure. Persistent population structure thus suggests a lower effective migration rate than indicated by the observed dispersal. We hypothesize that this phenomenon can be explained by extensive transient dispersal arising from drastically improved transportation networks and the Roman Empire’s mobilization of people for trade, labor, and military. This work highlights the utility of ancient DNA in elucidating finer scale human population dynamics in recent history.

Malaria-causing protozoa of the genus Plasmodium have exerted one of the strongest selective pressures on the human genome, and resistance alleles provide biomolecular footprints that outline the historical reach of these species

ABSTRACT 3D analysis of skeletal volumes has become an important field in digital anthropology studies. The volume of the mastoid process has been proposed to display significant sexual dimorphism, but it has a complex shape and to date no study has quantified the full mastoid volume for sex estimation purposes. In this study we compared three different ways to isolate the volume of the mastoid process from digital 3D models of dry crania, and then evaluated the performance of the three different volume definitions for sex estimation purposes. A total of 170 crania (86 male, 84 females) excavated from five medieval Croatian sites were CT-scanned and used to produce 3D stereolitographic models. The three different isolation techniques were based on various anatomical landmarks and planes, as well as the anatomy of the mastoid process itself. Measurements of the three different mastoid volumes yielded different accuracies and precisions. Interestingly, anatomical structures were sometimes more useful than classical landmarks as demarcators of mastoid volume. For all three volume definitions, male mastoid volumes were significantly larger than female volumes, in both relative and absolute numbers. Sex estimation based on mastoid volume showed a slightly higher precision and better accuracy (71 % correct classifications) than visual scoring techniques (67 %) and linear distance measurements (69 %) of the mastoid process. Sex estimation based on cranial size performed even better (78 %), and multifactorial analysis (skull size + mastoid volume) reached up to 81% accuracy. These results show that measurements of the mastoid volume represent a promising metric to be used in multifactorial approaches for sex estimation of human remains.

ABSTRACT The frontal bone is one of the sexually dimorphic elements of the human skull that can be used for sex estimation of unidentified human remains. Numerous morphological features of the frontal bone, such as its angle of inclination, maximum anterior projection (glabella), and rounded elevations (frontal eminences) have been shown to differ between males and females. Various approaches have been developed to assess the frontal inclination in particular, and recently a method has been proposed where the angle of the frontal slope is measured from snapshots of digital three-dimensional (3D) models of human crania. However, as 3D-based investigations of skeletal material can be time-consuming and expensive, we here compare measurements of frontal angle inclination from 3D model snapshots to measurements from 2D photographs for a large sample (61 females and 61 males) of dry archaeological crania from medieval Croatia. Although angles measured from 3D snapshots and 2D photographs produced discriminant functions that classified crania by sex with similar accuracy (around 73%), the angles recorded from the 2D photographs were systematically one degree smaller than the angles recorded from the 3D images. Thus, even though both data sets were useful for sex estimation, we conclude that angles measured with the two different techniques should not be combined.

Due to its turbulent demographic history, marked by extensive settlement and gene flow from diverse regions of Eurasia, Southeastern Europe (SEE) has consistently served as a genetic crossroads between East and West and a junction for the migrations that reshaped Europe’s population. SEE, including modern Croatian territory, was a crucial passage from the Near East and even more distant regions and human populations in this region, as almost any other European population represents a remarkable genetic mixture. Modern humans have continuously occupied this region since the Upper Paleolithic era, and different (pre)historical events have left a distinctive genetic signature on the historical narrative of this region. Our views of its history have been mostly renewed in the last few decades by extraordinary data obtained from Y-chromosome studies. In recent times, the international research community, bringing together geneticists and archaeologists, has steadily released a growing number of ancient genomes from this region, shedding more light on its complex past population dynamics and shaping the genetic pool in Croatia and this part of Europe.

Farming was established in Central Europe by the Linearbandkeramik culture (LBK), a well-investigated archaeological horizon, which emerged in the Carpathian Basin, in today's Hungary. However, the genetic background of the LBK genesis has not been revealed yet. Here we present 9 Y chromosomal and 84 mitochondrial DNA profiles from Mesolithic, Neolithic Starčevo and LBK sites (7th/6th millennium BC) from the Carpathian Basin and south-eastern Europe. We detect genetic continuity of both maternal and paternal elements during the initial spread of agriculture, and confirm the substantial genetic impact of early farming south-eastern European and Carpathian Basin cultures on Central European populations of the 6th-4th millennium BC. Our comprehensive Y chromosomal and mitochondrial DNA population genetic analyses demonstrate a clear affinity of the early farmers to the modern Near East and Caucasus, tracing the expansion from that region through south-eastern Europe and the Carpathian Basin into Central Europe. Our results also reveal contrasting patterns for male and female genetic diversity in the European Neolithic, suggesting patrilineal descent system and patrilocal residential rules among the early farmers.

Abstract The Linearbandkeramik (LBK) Neolithic communities were the first to spread farming across large parts of central Europe, settling fertile regions from Ukraine to France during the second half of the 6th millennium BCE. The LBK had a high degree of material culture uniformity, albeit with regional differences in settlement patterns, subsistence, and mortuary practices. To date, ancient DNA data from LBK individuals have been generated for a limited number of locations and often in small sample sizes, making it challenging to study variation within and across sites. We report genome-wide data for 178 LBK individuals, from the Alföld Linearbankeramik Culture (ALPC) eastern LBK site of Polgár-Ferenci-hát in Hungary, the western LBK site of Nitra in Slovakia, and the enclosed western LBK settlement and massacre site of Schletz in Austria, as well as 42 LBK individuals from 18 other sites. We also report genome-wide data for 28 Early Neolithic Körös and Starčevo individuals from 13 sites, viewed as the predecessors of the LBK. We observe a higher percentage of western hunter-gatherer (WHG) admixture among individuals in the eastern LBK than in the far more widely distributed western LBK, showing that these two archaeologically distinct cultures also had different genetic trajectories. Most WHG-farmer mixture occurred just before the dawn of the LBK culture and there is no evidence that the WHG ancestry came systematically more from males or females. However, we do find strong genetic evidence for patrilocality among the LBK, extending previous findings based on isotopic analysis, with more genetic structure across sites on the male than on the female line, and a higher rate of within-site relatives for males. At Schletz we detect almost no first-degree relatives despite reporting data from almost every skeleton present at the site, showing that this massacre involved people from a large population, not a small community.