It has recently been shown that ancestors of New Guineans and Bougainville Islanders have inherited a proportion of their ancestry from Denisovans, an archaic hominin group from Siberia. However, only a sparse sampling of populations from Southeast Asia and Oceania were analyzed. Here, we quantify Denisova admixture in 33 additional populations from Asia and Oceania. Aboriginal Australians, Near Oceanians, Polynesians, Fijians, east Indonesians, and Mamanwa (a "Negrito" group from the Philippines) have all inherited genetic material from Denisovans, but mainland East Asians, western Indonesians, Jehai (a Negrito group from Malaysia), and Onge (a Negrito group from the Andaman Islands) have not. These results indicate that Denisova gene flow occurred into the common ancestors of New Guineans, Australians, and Mamanwa but not into the ancestors of the Jehai and Onge and suggest that relatives of present-day East Asians were not in Southeast Asia when the Denisova gene flow occurred. Our finding that descendants of the earliest inhabitants of Southeast Asia do not all harbor Denisova admixture is inconsistent with a history in which the Denisova interbreeding occurred in mainland Asia and then spread over Southeast Asia, leading to all its earliest modern human inhabitants. Instead, the data can be most parsimoniously explained if the Denisova gene flow occurred in Southeast Asia itself. Thus, archaic Denisovans must have lived over an extraordinarily broad geographic and ecological range, from Siberia to tropical Asia.

The population history of Aboriginal Australians remains largely uncharacterized. Here we generate high-coverage genomes for 83 Aboriginal Australians (speakers of Pama–Nyungan languages) and 25 Papuans from the New Guinea Highlands. We find that Papuan and Aboriginal Australian ancestors diversified 25–40 thousand years ago (kya), suggesting pre-Holocene population structure in the ancient continent of Sahul (Australia, New Guinea and Tasmania). However, all of the studied Aboriginal Australians descend from a single founding population that differentiated ~10–32 kya. We infer a population expansion in northeast Australia during the Holocene epoch (past 10,000 years) associated with limited gene flow from this region to the rest of Australia, consistent with the spread of the Pama–Nyungan languages. We estimate that Aboriginal Australians and Papuans diverged from Eurasians 51–72 kya, following a single out-of-Africa dispersal, and subsequently admixed with archaic populations. Finally, we report evidence of selection in Aboriginal Australians potentially associated with living in the desert. Whole-genome sequence data for 108 individuals representing 28 language groups across Australia and five language groups for Papua New Guinea suggests that Aboriginal Australians and Papuans diverged from Eurasian populations approximately 60–100 thousand years ago, following a single out-of-Africa dispersal and subsequent admixture with archaic populations. Three international collaborations reporting in this issue of Nature describe 787 high-quality genomes from individuals from geographically diverse populations. David Reich and colleagues analysed whole-genome sequences of 300 individuals from 142 populations. Their findings include an accelerated estimated rate of accumulation of mutations in non-Africans compared to Africans since divergence, and that indigenous Australians, New Guineans and Andamanese do not derive substantial ancestry from an early dispersal of modern humans but from the same source as that of other non-Africans. Eske Willerlsev and colleagues obtained whole-genome data for 83 Aboriginal Australians and 25 Papuans from the New Guinea Highlands. They estimate that Aboriginal Australians and Papuans diverged from Eurasian populations 51,000–72,000 years ago, following a single out-of-Africa dispersal. Luca Pagani et al. report on a dataset of 483 high-coverage human genomes from 148 populations worldwide, including 379 new genomes from 125 populations. Their analyses support the model by which all non-African populations derive most of their genetic ancestry from a single recent migration out of Africa, although a Papuan contribution suggests a trace of an earlier human expansion.

Abstract Previous research indicates that the human genetic diversity found in Wallacea - islands in present-day Eastern Indonesia and Timor-Leste that were never part of the Sunda or Sahul continental shelves - has been shaped by complex interactions between migrating Austronesian farmers and indigenous hunter-gatherer communities. Here, we provide new insights into this region’s demographic history based on genome-wide data from 16 ancient individuals (2600-250 yrs BP) from islands of the North Moluccas, Sulawesi, and East Nusa Tenggara. While the ancestry of individuals from the northern islands fit earlier views of contact between groups related to the Austronesian expansion and the first colonization of Sahul, the ancestry of individuals from the southern islands revealed additional contributions from Mainland Southeast Asia, which seems to predate the Austronesian admixture in the region. Admixture time estimates for the oldest individuals of Wallacea are closer to archaeological estimates for the Austronesian arrival into the region than are admixture time estimates for present-day groups. The decreasing trend in admixture times exhibited by younger individuals supports a scenario of multiple or continuous admixture involving Papuan- and Asian-related groups. Our results clarify previously debated times of admixture and suggest that the Neolithic dispersals into Island Southeast Asia are associated with the spread of multiple genetic ancestries.

Abstract Humans reached the Mariana Islands in the western Pacific by ~3500 years ago, contemporaneous with or even earlier than the initial peopling of Polynesia. They crossed more than 2000 km of open ocean to get there, whereas voyages of similar length did not occur anywhere else until more than 2000 years later. Yet, the settlement of Polynesia has received far more attention than the settlement of the Marianas. There is uncertainty over both the origin of the first colonizers of the Marianas (with different lines of evidence suggesting variously the Philippines, Indonesia, New Guinea, or the Bismarck Archipelago) as well as what, if any, relationship they might have had with the first colonizers of Polynesia. To address these questions, we obtained ancient DNA data from two skeletons from the Ritidian Beach Cave site in northern Guam, dating to ~2200 years ago. Analyses of complete mtDNA genome sequences and genome-wide SNP data strongly support ancestry from the Philippines, in agreement with some interpretations of the linguistic and archaeological evidence, but in contradiction to results based on computer simulations of sea voyaging. We also find a close link between the ancient Guam skeletons and early Lapita individuals from Vanuatu and Tonga, suggesting that the Marianas and Polynesia were colonized from the same source population, and raising the possibility that the Marianas played a role in the eventual settlement of Polynesia. Significance Statement We know far more about the settlement of Polynesia than we do about the settlement of the Mariana Islands in the western Pacific. There is debate over where people came from to get to the Marianas, with various lines of evidence pointing to the Philippines, Indonesia, New Guinea, or the Bismarck Archipelago, as well as uncertainty over how the ancestors of the present Mariana Islanders, the Chamorro, might be related to Polynesians. We analyzed ancient DNA from Guam, from two skeletons dating to ~2200 years ago, and found that their ancestry is linked to the Philippines. Moreover, they are closely-related to ancient Polynesians from Vanuatu and Tonga, suggesting that the early Mariana Islanders may have been involved in the colonization of Polynesia.

A widely accepted two-wave scenario of human settlement of Oceania involves the first out-of-Africa migration ca 50,000 ya, and one of the most geographically-widespread dispersals of people, known as the Austronesian expansion, which reached the Bismarck Archipelago by about 3,450 ya. While earlier genetic studies provided evidence for extensive sex-biased admixture between the incoming and the indigenous populations, some archaeological, linguistic and genetic evidence indicates a more complicated picture of settlement. To study regional variation in Oceania in more detail, we have compiled a genome-wide dataset of 823 individuals from 72 populations (including 50 populations from Oceania) and over 620,000 autosomal SNPs. We show that the initial dispersal of people from the Bismarck Archipelago into Remote Oceania occurred in a "leapfrog" fashion, completely by-passing the main chain of the Solomon Islands, and that the colonization of the Solomon Islands proceeded in a bi-directional manner. Our results also support a divergence between western and eastern Solomons, in agreement with the sharp linguistic divide known as the Tryon-Hackman line. We also report substantial post-Austronesian gene flow across the Solomons. In particular, Santa Cruz (in Remote Oceania) exhibits extraordinarily high levels of Papuan ancestry that cannot be explained by a simple bottleneck/founder event scenario. Finally, we use simulations to show that discrepancies between different methods for dating admixture likely reflect different sensitivities of the methods to multiple admixture events from the same (or similar) sources. Overall, this study points to the importance of fine-scale sampling to understand the complexities of human population history.

Although Siberia was inhabited by modern humans at an early stage, there is still debate over whether this area remained habitable during the extremely cold period of the Last Glacial Maximum or whether it was subsequently repopulated by peoples with a recent shared ancestry. Previous studies of the genetic history of Siberian populations were hampered by the extensive admixture that appears to have taken place among these populations, since commonly used methods assume a tree-like population history and at most single admixture events. We therefore developed a new method based on the covariance of ancestry components, which we validated with simulated data, in order to investigate this potentially complex admixture history and to distinguish the effects of shared ancestry from prehistoric migrations and contact. We furthermore adapted a previously devised method of admixture dating for use with multiple events of gene flow, and applied these methods to whole-genome genotype data from over 500 individuals belonging to 20 different Siberian ethnolinguistic groups. The results of these analyses indicate that there have indeed been multiple layers of admixture detectable in most of the Siberian populations, with considerable differences in the admixture histories of individual populations, and with the earliest events dated to not more than 4500 years ago. Furthermore, most of the populations of Siberia included here, even those settled far to the north, can be shown to have a southern origin. These results provide support for a recent population replacement in this region, with the northward expansions of different populations possibly being driven partly by the advent of pastoralism, especially reindeer domestication. These newly developed methods to analyse multiple admixture events should aid in the investigation of similarly complex population histories elsewhere.

Studies of Native South American genetic diversity have helped to shed light on the peopling and differentiation of the continent, but available data are sparse for the major ecogeographic domains. These include the Pacific Coast, a potential early migration route; the Andes, home to the most expansive complex societies and to one of the most spoken indigenous language families of the continent (Quechua); and Amazonia, with its understudied population structure and rich cultural diversity. Here we explore the genetic structure of 177 individuals from these three domains, genotyped with the Affymetrix Human Origins array. We infer multiple sources of ancestry within the Native American ancestry component; one with clear predominance on the Coast and in the Andes, and at least two distinct substrates in neighboring Amazonia, with a previously undetected ancestry characteristic of northern Ecuador and Colombia. Amazonian populations are also involved in recent gene-flow with each other and across ecogeographic domains, which does not accord with the traditional view of small, isolated groups. Long distance genetic connections between speakers of the same language family suggest that languages had spread not by cultural contact alone. Finally, Native American populations admixed with post-Columbian European and African sources at different times, with few cases of prolonged isolation. With our results we emphasize the importance of including under-studied regions of the continent in high-resolution genetic studies, and we illustrate the potential of SNP chip arrays for informative regional scale analysis.