Abstract In 2012, a skeleton was excavated at the presumed site of the Grey Friars friary in Leicester, the last-known resting place of King Richard III. Archaeological, osteological and radiocarbon dating data were consistent with these being his remains. Here we report DNA analyses of both the skeletal remains and living relatives of Richard III. We find a perfect mitochondrial DNA match between the sequence obtained from the remains and one living relative, and a single-base substitution when compared with a second relative. Y-chromosome haplotypes from male-line relatives and the remains do not match, which could be attributed to a false-paternity event occurring in any of the intervening generations. DNA-predicted hair and eye colour are consistent with Richard’s appearance in an early portrait. We calculate likelihood ratios for the non-genetic and genetic data separately, and combined, and conclude that the evidence for the remains being those of Richard III is overwhelming.

Abstract Extensive sequencing of modern and ancient human genomes has revealed that contemporary populations can be explained as the result of recent mixing of a few distinct ancestral genetic lineages 1 . But the small number of aDNA samples that predate the Last Glacial Maximum means that the origins of these lineages are not well understood. Here, we circumvent the limited sampling by modelling explicitly the effect of climatic changes and terrain on population demography and migrations through time and space, and show that these factors are sufficient to explain the divergence among ancestral lineages. Our reconstructions show that the sharp separation between African and Eurasian lineages is a consequence of only a few limited periods of connectivity through the arid Arabian peninsula, which acted as the gate out of the Arican continent. The subsequent spread across Eurasia was then mostly shaped by mountain ranges, and to a lesser extent deserts, leading to the split of European and Asians, and the further diversification of these two groups. A high tolerance to cold climates allowed the persistence at high latitudes even during the Last Glacial Maximum, maintaining a pocket in Beringia that led to the later, rapid colonisation of the Americas. The advent of food production was associated with an increase in movement 2 , but mountains and climate have been shown to still play a major role even in this latter period 3,4 , affecting the mixing of the ancestral lineages that we have shown to be shaped by those two factors in the first place.

Abstract During the glacial periods of the Pleistocene, swathes of the Northern Hemisphere were covered by ice sheets, tundra, and permafrost, leaving large areas uninhabitable for temperate and boreal species. The glacial refugia paradigm proposes that, during glaciations, species living in the Northern Hemisphere were forced southwards, forming isolated populations that persisted in disjunct regions known as refugia. According to this hypothesis, as ice sheets retreated, species recolonised the continent from these glacial refugia, and the mixing of these lineages is responsible for modern patterns of genetic diversity. An alternative hypothesis is that complex genetic patterns could also arise simply from heterogenous post-glacial expansion dynamics, without separate refugia. Both mitochondrial and genomic data from the North American yellow warbler ( Setophaga petechia) shows the presence of an eastern and western clade, a pattern often ascribed to the presence of two refugia. However, species distribution modelling (SDM) of the past range of this species fails to identify obvious refugia during the Last Glacial Maximum. Using a climate-informed spatial genetic modelling (CISGeM) framework, which allows us to integrate knowledge of past geographic ranges based on SDM, we reconstructed past population sizes, range expansions, and likely recolonisation dynamics of this species, generating spatially and temporally explicit demographic reconstructions. The model captures the empirical genetic structure despite including only a single, large glacial refugium. The observed contemporary population structure was generated during the expansion dynamics after the glaciation and is due to unbalanced rates of northward advance to the east and west linked to the melting of the icesheets. Thus, modern population structure in this species is consistent with expansion dynamics, and refugial isolation is not required to explain it, highlighting the importance of explicitly testing drivers of geographic structure. Significance statement Patterns of population differentiation in many species have often been attributed to the mixing of isolates from distinct refugia that formed during periods of glaciation, when range fragmentation was likely. By formally bringing together multiple lines of evidence, we demonstrate that the patterns of genetic diversity seen across the range of the yellow warbler ( Setophaga petechia ) were not the result of multiple isolated refugia. Instead, asymmetric expansion from a single cohesive range generated the observed patterns; the expansion’s asymmetry was due to the uneven melting of the icesheets over time. Thus, we demonstrate the importance of reconstructing species’ range dynamics when trying to explain patterns of genetic differentiation.

Abstract Over the last few years, genome-wide data for a large number of ancient human samples have been collected. Whilst datasets of capture SNPs have been collated, high coverage shotgun genomes (which are relatively few but allow certain type of analyses not possible with ascertained captured SNPs) have to be reprocessed by individual groups from raw reads. This task is computationally intensive. Here, we release a dataset including 34 whole-genome sequenced samples, previously published and distributed worldwide, together with the genetic pipeline used to process them. The dataset contains 73,435,604 sites called across 18 ancient and 16 modern individuals and includes sequence data from four previously published ancient samples which we sequenced to higher coverage (10-18x). Such a resource will allow researchers to analyse their new samples with the same genetic pipeline and directly compare them to the reference dataset without re-processing published samples. Moreover, this dataset can be easily expanded to increase the sample distribution both across time and space.

Human genetic diversity in Europe has been extensively studied using uniparentally-inherited sequences (mitochondrial DNA [mtDNA] and the Y chromosome), which reveal very different patterns indicating sex-specific demographic histories. The X chromosome, haploid in males and inherited twice as often from mothers as from fathers, could provide insights into past female behaviours, but has not been extensively investigated. Here, we use HapMap SNP data to identify segments of the X chromosome in which recombination is historically absent and mutations are likely to be the only source of genetic variation, referring to these as Phylogeographically informative Haplotypes on Autosomes and X chromosome (PHAXs). Three such sequences spanning a total of ~49 kb were resequenced in 240 males from Europe, the Middle East and Africa at an average coverage of 181x. PHAXs were confirmed to be essentially non‐recombining across European samples. All three loci show highly homogeneous patterns across Europe and are highly differentiated from the African sample. Star-like structures of European-specific haplotypes in median-joining networks indicate past population expansions. Bayesian skyline plots and time-to-most-recent-common-ancestor estimates suggest expansions pre-dating the Neolithic transition, a finding that is more compatible with data on mtDNA than the Y chromosome, and with the female bias of X-chromosomal inheritance. This study demonstrates the potential of the use of X-chromosomal haplotype blocks, and the utility of the accurate ascertainment of rare variants for inferring human demographic history.

Population genetics studies on non-model organisms typically involve sampling few markers from multiple individuals. Next-generation sequencing approaches open up the possibility of sampling many more markers from fewer individuals to address the same questions. Here, we applied a target gene capture method to deep sequence ~1000 independent autosomal regions of a non-model organism, the blacktip reef shark (Carcharhinus melanopterus). We devised a sampling scheme based on the predictions of theoretical studies of metapopulations to show that sampling few individuals, but many loci, can be extremely informative to reconstruct the evolutionary history of species. We collected data from a single deme (SID) from Northern Australia and from a scattered sampling representing various locations throughout the Indian Ocean (SCD). We explored the genealogical signature of population dynamics detected from both sampling schemes using an ABC algorithm. We then contrasted these results with those obtained by fitting the data to a non-equilibrium finite island model. Both approaches supported an Nm value ~40, consistent with philopatry in this species. Finally, we demonstrate through simulation that metapopulations exhibit greater resilience to recent changes in effective size compared to unstructured populations. We propose an empirical approach to detect recent bottlenecks based on our sampling scheme.

Abstract The Armenians, a population inhabiting the region in West Asia known as the Armenian Highland, has been argued to show a remarkable degree of population continuity since the Early Neolithic. Here we test the degree of continuity of this population as well as its plausible origin, by collating modern and ancient genomic data, and adding a number of novel contemporary genomes. We show that Armenians have indeed remained unadmixed through the Neolithic and at least until the first part of the Bronze Age, and fail to find any support for historical suggestions by Herodotus of an input from the Balkans. However, we do detect a genetic input of Sardinian-like ancestry during or just after the Middle-Late Bronze Age. A similar input at approximately the same time was detected in East Africa, suggesting large-scale movement both North and South of the Middle East. Whether such large-scale population movement was a result of climatic or cultural changes is unclear, as well as the true source of gene flow remains an open question that needs to be addressed in future ancient DNA studies.