We present an Aboriginal Australian genomic sequence obtained from a 100-year-old lock of hair donated by an Aboriginal man from southern Western Australia in the early 20th century. We detect no evidence of European admixture and estimate contamination levels to be below 0.5%. We show that Aboriginal Australians are descendants of an early human dispersal into eastern Asia, possibly 62,000 to 75,000 years ago. This dispersal is separate from the one that gave rise to modern Asians 25,000 to 38,000 years ago. We also find evidence of gene flow between populations of the two dispersal waves prior to the divergence of Native Americans from modern Asian ancestors. Our findings support the hypothesis that present-day Aboriginal Australians descend from the earliest humans to occupy Australia, likely representing one of the oldest continuous populations outside Africa.

Genetic history of Native Americans Several theories have been put forth as to the origin and timing of when Native American ancestors entered the Americas. To clarify this controversy, Raghavan et al. examined the genomic variation among ancient and modern individuals from Asia and the Americas. There is no evidence for multiple waves of entry or recurrent gene flow with Asians in northern populations. The earliest migrations occurred no earlier than 23,000 years ago from Siberian ancestors. Amerindians and Athabascans originated from a single population, splitting approximately 13,000 years ago. Science , this issue 10.1126/science.aab3884

Abstract Analysing population genomic data from killer whale ecotypes, which we estimate have globally radiated within less than 250,000 years, we show that genetic structuring including the segregation of potentially functional alleles is associated with socially inherited ecological niche. Reconstruction of ancestral demographic history revealed bottlenecks during founder events, likely promoting ecological divergence and genetic drift resulting in a wide range of genome-wide differentiation between pairs of allopatric and sympatric ecotypes. Functional enrichment analyses provided evidence for regional genomic divergence associated with habitat, dietary preferences and post-zygotic reproductive isolation. Our findings are consistent with expansion of small founder groups into novel niches by an initial plastic behavioural response, perpetuated by social learning imposing an altered natural selection regime. The study constitutes an important step towards an understanding of the complex interaction between demographic history, culture, ecological adaptation and evolution at the genomic level.

Abstract Although Brazil was inhabited by more than 3,000 Indigenous populations prior to European colonization, today’s Indigenous peoples represent less than 1% of Brazil’s census population. Some of the decimated communities belonged to the so-called “Botocudos” from central-eastern Brazil. These peoples are thought to represent a case of long-standing genetic continuity bearing a strong craniometric resemblance to that of the oldest Indigenous Americans (“Paleoamericans”). Yet, little is known about their origins and genetic relationship to other Native Americans, as only two “Botocudo” genomes have been sequenced so far and those were surprisingly of Polynesian ancestry. To deepen our knowledge on the genomic history of pre-contact Indigenous Americans and the pathogens they were exposed to, we carbon-dated and sequenced 24 ancient Brazilians (including 22 “Botocudos”) whose remains were hosted at the National Museum of Rio de Janeiro and recovered prior to the tragic 2018 fire. The resulting genomes’ depth of coverage ranged from 0.001× to 24×. Their genetic ancestry was found to be Indigenous American without gene flow from external populations such as Europeans, Africans or Polynesians. Unlike Mesoamericans, the “Botocudos” and Amazonians do not seem to have experienced a population expansion once in the Americas. Moreover, remarkably, their genomes exhibit amongst the lowest levels of heterozygosity worldwide and long runs of homozygosity, which could be explained by unique social practices or a very small effective size. Finally, whole genomes of likely ancient pathogens were recovered, including lineages of Human parvovirus B19 that were possibly introduced after the European contact. Significance statement To better understand the genetic relationship among Indigenous populations in Brazil, we sequenced the genomes of 24 ancient individuals (22 of which labelled as “Botocudos”, a term used to describe hunter-gatherer tribes) whose remains were hosted at the Museu Nacional of Rio de Janeiro prior to the tragic fire that consumed it in 2018. Unlike two previously published “Botocudo” genomes, the 22 “Botocudos” from this study have Indigenous American-related ancestry without any Polynesian-related ancestry, and they are similarly related to several Native Brazilian populations. Finally, unlike Eurasian hunter-gatherers, the “Botocudos” exhibit among the lowest heterozygosity and longest runs of homozygosity worldwide – compatible with a very small effective size and suggesting a unique social structure among hunter-gatherers in the Americas.

ABSTRACT After the European colonization of the Americas there was a dramatic population collapse of the Indigenous inhabitants caused in part by the introduction of new pathogens. Although there is much speculation on the etiology of the Colonial epidemics, direct evidence for the presence of specific viruses during the Colonial era is lacking. To uncover the diversity of viral pathogens during this period, we designed an enrichment assay targeting ancient DNA (aDNA) from viruses of clinical importance and applied it on DNA extracts from individuals found in a Colonial hospital and a Colonial chapel (16 th c. – 18 th c.) where records suggest victims of epidemics were buried during important outbreaks in Mexico City. This allowed us to reconstruct three ancient human parvovirus B19 genomes, and one ancient human hepatitis B virus genome from distinct individuals. The viral genomes are similar to African strains, consistent with the inferred morphological and genetic African ancestry of the hosts as well as with the isotopic analysis of the human remains, suggesting an origin on the African continent. This study provides direct molecular evidence of ancient viruses being transported to the Americas during the transatlantic slave trade and their subsequent introduction to New Spain. Altogether, our observations enrich the discussion about the etiology of infectious diseases during the Colonial period in Mexico.

All humans carry a small fraction of archaic ancestry across the genome, the legacy of gene flow from Neanderthals, Denisovans, and other hominids into the ancestors of modern humans. While the effects of Neanderthal ancestry on human fitness and health have been explored more thoroughly, there are fewer examples of adaptive introgression of Denisovan variants. Here, we study the gene MUC19, for which some modern humans carry a Denisovan-like haplotype. MUC19 is a mucin, a glycoprotein that forms gels with various biological functions, from lubrication to immunity. We find the diagnostic variants for the Denisovan-like MUC19 haplotype at high frequencies in admixed Latin American individuals among global population, and at highest frequency in 23 ancient Indigenous American individuals, all predating population admixture with Europeans and Africans. We find that some Neanderthals--Vindija and Chagyrskaya--carry the Denisovan-like MUC19 haplotype, and that it was likely introgressed into human populations through Neanderthal introgression rather than Denisovan introgression. Finally, we find that the Denisovan-like MUC19 haplotype carries a higher copy number of a 30 base-pair variable number tandem repeat relative to the Human-like haplotype, and that copy numbers of this repeat are exceedingly high in American populations. Our results suggest that the Denisovan-like MUC19 haplotype served as the raw genetic material for positive selection as American populations adapted to novel environments during their movement from Beringia into North and then South America.

The extent to which prehistoric migrations of farmers influenced the genetic pool of western North Africans remains unclear. Archaeological evidence suggests the Neolithization process may have happened through the adoption of innovations by local Epipaleolithic communities, or by demic diffusion from the Eastern Mediterranean shores or Iberia. Here, we present the first analysis of individuals' genome sequences from early and late Neolithic sites in Morocco, as well as Early Neolithic individuals from southern Iberia. We show that Early Neolithic Moroccans are distinct from any other reported ancient individuals and possess an endemic element retained in present-day Maghrebi populations, confirming a long-term genetic continuity in the region. Among ancient populations, Early Neolithic Moroccans are distantly related to Levantine Natufian hunter-gatherers (~9,000 BCE) and Pre-Pottery Neolithic farmers (~6,500 BCE). Although an expansion in Early Neolithic times is also plausible, the high divergence observed in Early Neolithic Moroccans suggests a long-term isolation and an early arrival in North Africa for this population. This scenario is consistent with early Neolithic traditions in North Africa deriving from Epipaleolithic communities who adopted certain innovations from neighbouring populations. Late Neolithic (~3,000 BCE) Moroccans, in contrast, share an Iberian component, supporting theories of trans-Gibraltar gene flow. Finally, the southern Iberian Early Neolithic samples share the same genetic composition as the Cardial Mediterranean Neolithic culture that reached Iberia ~5,500 BCE. The cultural and genetic similarities of the Iberian Neolithic cultures with that of North African Neolithic sites further reinforce the model of an Iberian migration into the Maghreb.

From 1500 to 1900, an estimated 12 million Africans were transported to the Americas as part of the transatlantic slave trade. Following Britain's abolition of slave trade in 1807, the Royal Navy patrolled the Atlantic and intercepted slave ships that continued to operate. During this period, the island of St Helena in the South Atlantic served as a depot for "liberated" Africans. Between 1840 and 1867, approximately 27,000 Africans were disembarked on the island. To investigate their origins, we generated genome-wide ancient DNA data for 20 individuals recovered from St Helena. The genetic data shows they came from West Central Africa, possibly the area of present-day Gabon and Angola. The data implies that they did not belong to a single population, confirming historical reports of cultural heterogeneity in the island's African community. Our results shed new light on the origins of enslaved Africans during the final stages of the slave trade and illustrate how genetic data can be used to complement and validate historical sources.

Abstract Aridoamerica and Mesoamerica are two distinct cultural areas that hosted numerous pre-Hispanic civilizations between 2,500 BCE and 1,521 CE. The division between these regions shifted southward due to severe droughts ca. 1,100 years ago, allegedly driving demographic changes and population replacement in some sites in central Mexico. Here, we present shotgun genome-wide data from 12 individuals and 26 mitochondrial genomes from eight pre-Hispanic archaeological sites across Mexico, including two at the shifting border of Aridoamerica and Mesoamerica. We find population continuity spanning the climate change episode and a broad preservation of the genetic structure across present-day Mexico for the last 2,300 years. Lastly, we identify a contribution to pre-Hispanic populations of northern and central Mexico from an ancient unsampled ‘ghost’ population.

1. The application of whole genome capture (WGC) methods to ancient DNA (aDNA) promises to increase the efficiency of ancient genome sequencing. 2. We compared the performance of two recently developed WGC methods in enriching human aDNA within Illumina libraries built using both double-stranded (DSL) and single-stranded (SSL) build protocols. Although both methods effectively enriched aDNA, one consistently produced marginally better results, giving us the opportunity to further explore the parameters influencing WGC experiments. 3. Our results suggest that bait length has an important influence on library enrichment. Moreover, we show that WGC biases against the shorter molecules that are enriched in SSL preparation protocols. Therefore application of WGC to such samples is not recommended without future optimization. Lastly, we document the effect of WGC on other features including clonality, GC composition and repetitive DNA content of captured libraries. 4. Our findings provide insights for researchers planning to perform WGC on aDNA, and suggest future tests and optimization to improve WGC efficiency.