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.

Abstract The Iron Age was a dynamic period in central Mediterranean history, with the expansion of Greek and Phoenician colonies and the growth of Carthage into the dominant maritime power of the Mediterranean. These events were facilitated by the ease of long-distance travel following major advances in seafaring. We know from the archaeological record that trade goods and materials were moving across great distances in unprecedented quantities, but it is unclear how these patterns correlate with human mobility. To investigate population mobility and interactions directly, we sequenced the genomes of 30 ancient individuals from coastal cities around the central Mediterranean, in Tunisia, Sardinia, and central Italy. We observe a meaningful contribution of autochthonous populations, as well as highly heterogeneous ancestry including many individuals with non-local ancestries from other parts of the Mediterranean region. These results highlight both the role of local populations and the extreme interconnectedness of populations in the Iron Age Mediterranean. By studying these trans-Mediterranean neighbors together, we explore the complex interplay between local continuity and mobility that shaped the Iron Age societies of the central Mediterranean.

Humans settled the Caribbean ~6,000 years ago, with intensified agriculture and ceramic use marking a shift from the Archaic Age to the Ceramic Age ~2,500 years ago. To shed new light on the history of Caribbean people, we report genome-wide data from 184 individuals predating European contact from The Bahamas, Cuba, Hispaniola, Puerto Rico, Curaçao, and northwestern Venezuela. A largely homogeneous ceramic-using population most likely originating in northeastern South America and related to present-day Arawak-speaking groups moved throughout the Caribbean at least 1,800 years ago, spreading ancestry that is still detected in parts of the region today. These people eventually almost entirely replaced Archaic-related lineages in Hispaniola but not in northwestern Cuba, where unadmixed Archaic-related ancestry persisted into the last millennium. We document high mobility and inter-island connectivity throughout the Ceramic Age as reflected in relatives buried ~75 kilometers apart in Hispaniola and low genetic differentiation across many Caribbean islands, albeit with subtle population structure distinguishing the Bahamian islands we studied from the rest of the Caribbean and from each other, and long-term population continuity in southeastern coastal Hispaniola differentiating this region from the rest of the island. Ceramic-associated people avoided close kin unions despite limited mate pools reflecting low effective population sizes (2N e =1000-2000) even at sites on the large Caribbean islands. While census population sizes can be an order of magnitude larger than effective population sizes, pan-Caribbean population size estimates of hundreds of thousands are likely too large. Transitions in pottery styles show no evidence of being driven by waves of migration of new people from mainland South America; instead, they more likely reflect the spread of ideas and people within an interconnected Caribbean world.

ABSTRACT Ancient DNA sampling methods—although optimized for efficient DNA extraction—are destructive, relying on drilling or cutting and powdering (parts of) bones and teeth. As the field of ancient DNA has grown, so have concerns about the impact of destructive sampling of the skeletal remains from which ancient DNA is obtained. Due to a particularly high concentration of endogenous DNA, the cementum of tooth roots is often targeted for ancient DNA sampling, but standard destructive sampling methods often result in the loss of at least one entire root. Here, we present a minimally destructive method for extracting ancient DNA from dental cementum present on the surface of tooth roots. This method does not require destructive drilling or grinding, and, following extraction, the tooth remains safe to handle and suitable for most morphological studies, as well as other biochemical studies, such as radiocarbon dating. We extracted and sequenced ancient DNA from 30 teeth (and 9 corresponding petrous bones) using this minimally destructive extraction method in addition to a typical tooth sampling method. We find that the minimally destructive method can provide ancient DNA that is of comparable quality to extracts produced from teeth that have undergone destructive sampling processes. Further, we find that a rigorous cleaning of the tooth surface combining diluted bleach and UV light irradiation seems sufficient to minimize external contaminants usually removed through the physical removal of a superficial layer when sampling through regular powdering methods.