Significance Outside of permafrost, no contiguous DNA sequences have been generated from material older than ∼120,000 y. By improving our ability to sequence very short DNA fragments, we have recovered the mitochondrial genome sequence of a >300,000-y-old cave bear from Sima de los Huesos, a Spanish cave site that is famous for its rich collection of Middle Pleistocene human fossils. This finding demonstrates that DNA can survive for hundreds of thousands of years outside of permafrost and opens the prospect of making more samples from this time period accessible to genetic studies.

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

Native American population history is reexamined using a large data set of pre-Columbian mitochondrial genomes.

Prehistoric population structure associated with the transition to an agricultural lifestyle in Europe remains a contentious idea. Population-genomic data from 11 Scandinavian Stone Age human remains suggest that hunter-gatherers had lower genetic diversity than that of farmers. Despite their close geographical proximity, the genetic differentiation between the two Stone Age groups was greater than that observed among extant European populations. Additionally, the Scandinavian Neolithic farmers exhibited a greater degree of hunter-gatherer-related admixture than that of the Tyrolean Iceman, who also originated from a farming context. In contrast, Scandinavian hunter-gatherers displayed no significant evidence of introgression from farmers. Our findings suggest that Stone Age foraging groups were historically in low numbers, likely owing to oscillating living conditions or restricted carrying capacity, and that they were partially incorporated into expanding farming groups.

Most ancient specimens contain very low levels of endogenous DNA, precluding the shotgun sequencing of many interesting samples because of cost. Ancient DNA (aDNA) libraries often contain <1% endogenous DNA, with the majority of sequencing capacity taken up by environmental DNA. Here we present a capture-based method for enriching the endogenous component of aDNA sequencing libraries. By using biotinylated RNA baits transcribed from genomic DNA libraries, we are able to capture DNA fragments from across the human genome. We demonstrate this method on libraries created from four Iron Age and Bronze Age human teeth from Bulgaria, as well as bone samples from seven Peruvian mummies and a Bronze Age hair sample from Denmark. Prior to capture, shotgun sequencing of these libraries yielded an average of 1.2% of reads mapping to the human genome (including duplicates). After capture, this fraction increased substantially, with up to 59% of reads mapped to human and enrichment ranging from 6- to 159-fold. Furthermore, we maintained coverage of the majority of regions sequenced in the precapture library. Intersection with the 1000 Genomes Project reference panel yielded an average of 50,723 SNPs (range 3,062–147,243) for the postcapture libraries sequenced with 1 million reads, compared with 13,280 SNPs (range 217–73,266) for the precapture libraries, increasing resolution in population genetic analyses. Our whole-genome capture approach makes it less costly to sequence aDNA from specimens containing very low levels of endogenous DNA, enabling the analysis of larger numbers of samples. Most ancient specimens contain very low levels of endogenous DNA, precluding the shotgun sequencing of many interesting samples because of cost. Ancient DNA (aDNA) libraries often contain <1% endogenous DNA, with the majority of sequencing capacity taken up by environmental DNA. Here we present a capture-based method for enriching the endogenous component of aDNA sequencing libraries. By using biotinylated RNA baits transcribed from genomic DNA libraries, we are able to capture DNA fragments from across the human genome. We demonstrate this method on libraries created from four Iron Age and Bronze Age human teeth from Bulgaria, as well as bone samples from seven Peruvian mummies and a Bronze Age hair sample from Denmark. Prior to capture, shotgun sequencing of these libraries yielded an average of 1.2% of reads mapping to the human genome (including duplicates). After capture, this fraction increased substantially, with up to 59% of reads mapped to human and enrichment ranging from 6- to 159-fold. Furthermore, we maintained coverage of the majority of regions sequenced in the precapture library. Intersection with the 1000 Genomes Project reference panel yielded an average of 50,723 SNPs (range 3,062–147,243) for the postcapture libraries sequenced with 1 million reads, compared with 13,280 SNPs (range 217–73,266) for the precapture libraries, increasing resolution in population genetic analyses. Our whole-genome capture approach makes it less costly to sequence aDNA from specimens containing very low levels of endogenous DNA, enabling the analysis of larger numbers of samples.

Significance The transition from a foraging subsistence strategy to a sedentary farming society is arguably the greatest innovation in human history. Some modern-day groups—specifically the Basques—have been argued to be a remnant population that connect back to the Paleolithic. We present, to our knowledge, the first genome-wide sequence data from eight individuals associated with archaeological remains from farming cultures in the El Portalón cave (Atapuerca, Spain). These individuals emerged from the same group of people as other Early European farmers, and they mixed with local hunter–gatherers on their way to Iberia. The El Portalón individuals showed the greatest genetic affinity to Basques, which suggests that Basques and their language may be linked with the spread of agriculture across Europe.

Kennewick Man, a 8,500-year-old male human skeleton discovered in Washington state, USA, has been the subject of scientific and legal controversy; here a DNA analysis shows that Kennewick Man is closer to modern Native Americans than to any other extant population worldwide. Kennewick Man is a 9,000-year-old male human skeleton discovered in Washington state, USA in 1996. The population affinities of the remains have been the subject of scientific and legal controversy. Initial studies based on morphology suggested that the skeleton was not of Native American affinity. Eske Willerslev and colleagues now present DNA analysis showing that Kennewick Man is in fact closer to modern Native Americans than to any other extant population worldwide. Kennewick Man, referred to as the Ancient One by Native Americans, is a male human skeleton discovered in Washington state (USA) in 1996 and initially radiocarbon dated to 8,340–9,200 calibrated years before present (bp)1. His population affinities have been the subject of scientific debate and legal controversy. Based on an initial study of cranial morphology it was asserted that Kennewick Man was neither Native American nor closely related to the claimant Plateau tribes of the Pacific Northwest, who claimed ancestral relationship and requested repatriation under the Native American Graves Protection and Repatriation Act (NAGPRA). The morphological analysis was important to judicial decisions that Kennewick Man was not Native American and that therefore NAGPRA did not apply. Instead of repatriation, additional studies of the remains were permitted2. Subsequent craniometric analysis affirmed Kennewick Man to be more closely related to circumpacific groups such as the Ainu and Polynesians than he is to modern Native Americans2. In order to resolve Kennewick Man's ancestry and affiliations, we have sequenced his genome to ∼1× coverage and compared it to worldwide genomic data including for the Ainu and Polynesians. We find that Kennewick Man is closer to modern Native Americans than to any other population worldwide. Among the Native American groups for whom genome-wide data are available for comparison, several seem to be descended from a population closely related to that of Kennewick Man, including the Confederated Tribes of the Colville Reservation (Colville), one of the five tribes claiming Kennewick Man. We revisit the cranial analyses and find that, as opposed to genome-wide comparisons, it is not possible on that basis to affiliate Kennewick Man to specific contemporary groups. We therefore conclude based on genetic comparisons that Kennewick Man shows continuity with Native North Americans over at least the last eight millennia.

Scandinavia was one of the last geographic areas in Europe to become habitable for humans after the Last Glacial Maximum (LGM). However, the routes and genetic composition of these postglacial migrants remain unclear. We sequenced the genomes, up to 57× coverage, of seven hunter-gatherers excavated across Scandinavia and dated from 9,500–6,000 years before present (BP). Surprisingly, among the Scandinavian Mesolithic individuals, the genetic data display an east–west genetic gradient that opposes the pattern seen in other parts of Mesolithic Europe. Our results suggest two different early postglacial migrations into Scandinavia: initially from the south, and later, from the northeast. The latter followed the ice-free Norwegian north Atlantic coast, along which novel and advanced pressure-blade stone-tool techniques may have spread. These two groups met and mixed in Scandinavia, creating a genetically diverse population, which shows patterns of genetic adaptation to high latitude environments. These potential adaptations include high frequencies of low pigmentation variants and a gene region associated with physical performance, which shows strong continuity into modern-day northern Europeans.

Abstract In northwestern Africa, lifestyle transitioned from foraging to food production around 7,400 years ago but what sparked that change remains unclear. Archaeological data support conflicting views: (1) that migrant European Neolithic farmers brought the new way of life to North Africa 1–3 or (2) that local hunter-gatherers adopted technological innovations 4,5 . The latter view is also supported by archaeogenetic data 6 . Here we fill key chronological and archaeogenetic gaps for the Maghreb, from Epipalaeolithic to Middle Neolithic, by sequencing the genomes of nine individuals (to between 45.8- and 0.2-fold genome coverage). Notably, we trace 8,000 years of population continuity and isolation from the Upper Palaeolithic, via the Epipaleolithic, to some Maghrebi Neolithic farming groups. However, remains from the earliest Neolithic contexts showed mostly European Neolithic ancestry. We suggest that farming was introduced by European migrants and was then rapidly adopted by local groups. During the Middle Neolithic a new ancestry from the Levant appears in the Maghreb, coinciding with the arrival of pastoralism in the region, and all three ancestries blend together during the Late Neolithic. Our results show ancestry shifts in the Neolithization of northwestern Africa that probably mirrored a heterogeneous economic and cultural landscape, in a more multifaceted process than observed in other regions.