Modern humans have populated Europe for more than 45,000 years1,2. Our knowledge of the genetic relatedness and structure of ancient hunter-gatherers is however limited, owing to the scarceness and poor molecular preservation of human remains from that period3. Here we analyse 356 ancient hunter-gatherer genomes, including new genomic data for 116 individuals from 14 countries in western and central Eurasia, spanning between 35,000 and 5,000 years ago. We identify a genetic ancestry profile in individuals associated with Upper Palaeolithic Gravettian assemblages from western Europe that is distinct from contemporaneous groups related to this archaeological culture in central and southern Europe4, but resembles that of preceding individuals associated with the Aurignacian culture. This ancestry profile survived during the Last Glacial Maximum (25,000 to 19,000 years ago) in human populations from southwestern Europe associated with the Solutrean culture, and with the following Magdalenian culture that re-expanded northeastward after the Last Glacial Maximum. Conversely, we reveal a genetic turnover in southern Europe suggesting a local replacement of human groups around the time of the Last Glacial Maximum, accompanied by a north-to-south dispersal of populations associated with the Epigravettian culture. From at least 14,000 years ago, an ancestry related to this culture spread from the south across the rest of Europe, largely replacing the Magdalenian-associated gene pool. After a period of limited admixture that spanned the beginning of the Mesolithic, we find genetic interactions between western and eastern European hunter-gatherers, who were also characterized by marked differences in phenotypically relevant variants.

Abstract The Aurignacian is the first European technocomplex assigned to Homo sapiens recognized across a wide geographic extent. Although archaeologists have identified marked chrono-cultural shifts within the Aurignacian mostly by examining the techno-typological variations of stone and osseous tools, unraveling the underlying processes driving these changes remains a significant scientific challenge. Scholars have, for instance, hypothesized that the Campanian Ignimbrite (CI) super-eruption and the climatic deterioration associated with the onset of Heinrich Event 4 had a substantial impact on European foraging groups. The technological shift from the Protoaurignacian to the Early Aurignacian is regarded as an archaeological manifestation of adaptation to changing environments. However, some of the most crucial regions and stratigraphic sequences for testing these scenarios have been overlooked. In this study, we delve into the high-resolution stratigraphic sequence of Grotta di Castelcivita in southern Italy. Here, the Uluzzian is followed by three Aurignacian layers, sealed by the eruptive units of the CI. Employing a comprehensive range of quantitative methods—encompassing attribute analysis, 3D model analysis, and geometric morphometrics—we demonstrate that the key technological feature commonly associated with the Early Aurignacian developed well before the deposition of the CI tephra. Our study provides thus the first direct evidence that the volcanic super-eruption played no role in this cultural process. Furthermore, we show that local paleo-environmental proxies do not correlate with the identified patterns of cultural continuity and discontinuity. Consequently, we propose alternative research paths to explore the role of demography and regional trajectories in the development of the Upper Paleolithic.

Grotta-Riparo di Uluzzo C (Apulia, southern Italy) is a pivotal site for investigating the evolution of the Middle Paleolithic and the earliest phases of the Upper Paleolithic in southern Italy, as the extensive stratigraphic record of this site includes a thick Mousterian sequence followed by the Uluzzian. Here, we investigate the taxonomic affinity of seven unpublished deciduous human teeth retrieved from the site of Uluzzo C in 1960.

The northeastern Iberian Peninsula acted as a refuge zone during the Late Pleistocene where the persistence of terrestrial ecosystems could provide hunter-gatherers with large prey, mainly horse (Equus ferus) and red deer (Cervus elaphus). Isotopic (δ13C, δ18O, δ15N) and dental wear (mesowear and microwear) analyses have been applied on the remains of both species from the archaeological sites of Arbreda and Bora Gran at Serinyà (Girona), where evidence of human occupation from the Mousterian to the Magdalenian has been attested. The incremental enamel analysis on horse teeth revealed seasonal variation in carbonate δ18O but no detectable change in carbonate δ13C values, reflecting a rather stable diet and habitat over the year. Nevertheless, higher inter-individual than intra-individual contrast in carbonate δ13C indicate different environmental conditions from one individual to another for each stratigraphic unit. In red deer teeth, seasonal signals in enamel carbonate δ13C and δ18O demonstrated mirrored trends. Further, red deer show higher δ13C values than those of horses, both in enamel carbonate and bone collagen, as well as higher variability in mesowear and microwear scores, reflecting a mixed-feeding habit. Despite a strong grazing signal in mesowear and microwear, the lower δ13C values for horses suggest a higher dependence on relatively more humid habitats than red deer, which likely foraged in dryer environments with xeric plants during winter. These differences in ecological partitioning are particularly well illustrated in distinct collagen δ13C and δ15N values during the harsh climatic conditions of the Final Gravettian coeval to the GS-3 or Last Glacial Maximum. The capacity of red deer to adapt to fluctuating environmental conditions contrasts with the niche persistence of horse allowed by the availability of mosaic habitat.