Draft genomes of two south-central Siberian individuals dating to 24,000 and 17,000 years ago show that they are genetically closely related to modern-day western Eurasians and Native Americans but not to east Asians; the results have implications for our understanding of the origins of Native Americans. Where did the First Americans come from, and who were they? On both counts the interpretation of the genetic and archaeological evidence causes controversy. The publication of the draft genome of a 24,000-year-old human specimen from Mal'ta in south-central Siberia — the earliest modern human genome sequence reported to date — may help to clarify matters. Eske Willerslev and colleagues find that the Mal'ta individual is genetically closely related to modern-day Native Americans and basal to modern-day western Eurasians, but has no close affinity to east Asians. This implies that populations related to modern-day western Eurasians had a more northeasterly distribution in the past than commonly thought. The authors estimate that between 14 and 38% of Native American ancestry originates from this ancient Mal'ta group and is therefore not of east Asian but rather of western Eurasian ancestry, which may explain why several First American crania have been reported as bearing non-east Asian features. The origins of the First Americans remain contentious. Although Native Americans seem to be genetically most closely related to east Asians1,2,3, there is no consensus with regard to which specific Old World populations they are closest to4,5,6,7,8. Here we sequence the draft genome of an approximately 24,000-year-old individual (MA-1), from Mal’ta in south-central Siberia9, to an average depth of 1×. To our knowledge this is the oldest anatomically modern human genome reported to date. The MA-1 mitochondrial genome belongs to haplogroup U, which has also been found at high frequency among Upper Palaeolithic and Mesolithic European hunter-gatherers10,11,12, and the Y chromosome of MA-1 is basal to modern-day western Eurasians and near the root of most Native American lineages5. Similarly, we find autosomal evidence that MA-1 is basal to modern-day western Eurasians and genetically closely related to modern-day Native Americans, with no close affinity to east Asians. This suggests that populations related to contemporary western Eurasians had a more north-easterly distribution 24,000 years ago than commonly thought. Furthermore, we estimate that 14 to 38% of Native American ancestry may originate through gene flow from this ancient population. This is likely to have occurred after the divergence of Native American ancestors from east Asian ancestors, but before the diversification of Native American populations in the New World. Gene flow from the MA-1 lineage into Native American ancestors could explain why several crania from the First Americans have been reported as bearing morphological characteristics that do not resemble those of east Asians2,13. Sequencing of another south-central Siberian, Afontova Gora-2 dating to approximately 17,000 years ago14, revealed similar autosomal genetic signatures as MA-1, suggesting that the region was continuously occupied by humans throughout the Last Glacial Maximum. Our findings reveal that western Eurasian genetic signatures in modern-day Native Americans derive not only from post-Columbian admixture, as commonly thought, but also from a mixed ancestry of the First Americans.

Despite decades of research, the roles of climate and humans in driving the dramatic extinctions of large-bodied mammals during the Late Quaternary period remain contentious. Here we use ancient DNA, species distribution models and the human fossil record to elucidate how climate and humans shaped the demographic history of woolly rhinoceros, woolly mammoth, wild horse, reindeer, bison and musk ox. We show that climate has been a major driver of population change over the past 50,000 years. However, each species responds differently to the effects of climatic shifts, habitat redistribution and human encroachment. Although climate change alone can explain the extinction of some species, such as Eurasian musk ox and woolly rhinoceros, a combination of climatic and anthropogenic effects appears to be responsible for the extinction of others, including Eurasian steppe bison and wild horse. We find no genetic signature or any distinctive range dynamics distinguishing extinct from surviving species, emphasizing the challenges associated with predicting future responses of extant mammals to climate and human-mediated habitat change. The charismatic megafauna of the Ice Age are either extinct or much restricted in range. Was their fate sealed by climate change or overhunting by humans? A detailed survey of the last days of mammoths and woolly rhinos, as well as horses, bison, reindeer and musk oxen, based on radiocarbon dating and ancient DNA, shows that the response of each creature to its oncoming fate was idiosyncratic. The mass extinction of megafauna at the close of the Pleistocene epoch cannot be attributed either solely to climate change or to overhunting, but to a combination of many factors that are unique to each species.

The Clovis complex is considered to be the oldest unequivocal evidence of humans in the Americas, dating between 11,500 and 10,900 radiocarbon years before the present ( 14 C yr B.P.). Adjusted 14 C dates and a reevaluation of the existing Clovis date record revise the Clovis time range to 11,050 to 10,800 14 C yr B.P. In as few as 200 calendar years, Clovis technology originated and spread throughout North America. The revised age range for Clovis overlaps non-Clovis sites in North and South America. This and other evidence imply that humans already lived in the Americas before Clovis.

The first individual genome from the Clovis culture is presented; the origins and genetic legacy of the people who made Clovis tools have been under debate, and evidence here suggests that the individual is more closely related to all Native American populations than to any others, refuting the hypothesis that the Clovis people arrived via European (Solutrean) migration to the Americas. The Clovis complex is an archaeological culture distributed widely in North America. Dating to around 13,000 years ago it is characterized by distinct stone tools including a spear blade known as the Clovis point. Just who made these tools has been a subject of much speculation based on sparse information. There is now more to go on with the publication of the first genome sequence of an ancient North American individual. The genome is that of a male infant (Anzick-1) from the Clovis burial at the Anzick site in Montana. The partial skeleton, buried about 12,600 years ago, was found in association with scores of ochre-painted stone tools. Its genome is from a population from which contemporary Native Americans are descended and is more closely related to all indigenous American populations than to any others. These findings refute the hypothesis that the Clovis people migrated from Europe, are consistent with a human occupation of the Americas a few thousand years before Clovis, and suggest that contemporary Native Americans are descendants of the first people to settle successfully in the Americas. Clovis, with its distinctive biface, blade and osseous technologies, is the oldest widespread archaeological complex defined in North America, dating from 11,100 to 10,700 14C years before present (bp) (13,000 to 12,600 calendar years bp)1,2. Nearly 50 years of archaeological research point to the Clovis complex as having developed south of the North American ice sheets from an ancestral technology3. However, both the origins and the genetic legacy of the people who manufactured Clovis tools remain under debate. It is generally believed that these people ultimately derived from Asia and were directly related to contemporary Native Americans2. An alternative, Solutrean, hypothesis posits that the Clovis predecessors emigrated from southwestern Europe during the Last Glacial Maximum4. Here we report the genome sequence of a male infant (Anzick-1) recovered from the Anzick burial site in western Montana. The human bones date to 10,705 ± 35 14C years bp (approximately 12,707–12,556 calendar years bp) and were directly associated with Clovis tools. We sequenced the genome to an average depth of 14.4× and show that the gene flow from the Siberian Upper Palaeolithic Mal’ta population5 into Native American ancestors is also shared by the Anzick-1 individual and thus happened before 12,600 years bp. We also show that the Anzick-1 individual is more closely related to all indigenous American populations than to any other group. Our data are compatible with the hypothesis that Anzick-1 belonged to a population directly ancestral to many contemporary Native Americans. Finally, we find evidence of a deep divergence in Native American populations that predates the Anzick-1 individual.

Pigs were reared in laboratory pens on controlled diets that consisted of either 100% C3 plants or 100% C4 plants. Carbon and nitrogen isotopic compositions of the diets, and the resulting pig products, purified collagen and muscle tissue, were measured to determine isotopic fractionation during growth and metabolism. Total collagen from pigs grown on C3 diets was enriched in 13C by 3·2‰ and in 15N by 2·2‰, whereas that from pigs reared on C4 diets was enriched in 13C by 1·4‰ and in 15N by 2·3‰. In addition, fractionation between pigs and their diets was determined at the molecular level on individual amino acids separated by ion exchange chromatography. The carbon isotopic compositions of separated amino acids from the C3 and C4 diets were transferred to amino acids in bone collagen. For nitrogen, the isotopic compositions of all nonessential amino acids were enriched in 15N relative to those amino acids in the diet. Threonine, an essential amino acid, behaved oppositely, in that its isotope ratio (δ15N) was depleted by an average of 6‰ from the δ15N of the whole collagen. Similar isotopic patterns were analysed in collagenous amino acids extracted from field specimens that included both herbivores and carnivores; marine animals and terrestrial animals; and C3 and C4 feeders. Amino acids from two fossil bones, a bison (4500 years old) and a whale (70,000 years old), recorded the same isotopic signals as modern collagen. The ubiquity of these isotopic patterns at the molecular level suggests that distinct biochemical mechanisms control the metabolism of amino acids in animals rather than random synthesis.

The New World Arctic, the last region of the Americas to be populated by humans, has a relatively well-researched archaeology, but an understanding of its genetic history is lacking. We present genome-wide sequence data from ancient and present-day humans from Greenland, Arctic Canada, Alaska, Aleutian Islands, and Siberia. We show that Paleo-Eskimos (~3000 BCE to 1300 CE) represent a migration pulse into the Americas independent of both Native American and Inuit expansions. Furthermore, the genetic continuity characterizing the Paleo-Eskimo period was interrupted by the arrival of a new population, representing the ancestors of present-day Inuit, with evidence of past gene flow between these lineages. Despite periodic abandonment of major Arctic regions, a single Paleo-Eskimo metapopulation likely survived in near-isolation for more than 4000 years, only to vanish around 700 years ago.

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.

They Walked Together Paisley Cave in Oregon provides some of the earliest evidence for humans in North America. Jenkins et al. (p. 223 ) provide a wide variety of additional evidence of early human occupation of this site, including a series of radiocarbon ages extending back to nearly 12,500 radiocarbon years ago (about 14,500 calendar years ago). The find includes examples of projectile points representative of the Western Stemmed Tradition dating to about 11,100 radiocarbon years ago. The Western Stemmed Tradition has been thought to have evolved after the dominant Clovis technology, but the find suggests that the two cultures overlapped in time.

Page-Ladson, Florida, provides evidence of the oldest human occupation in the North American Gulf Coastal Plain at 14,550 B.P.

Because of differences in craniofacial morphology and dentition between the earliest American skeletons and modern Native Americans, separate origins have been postulated for them, despite genetic evidence to the contrary. We describe a near-complete human skeleton with an intact cranium and preserved DNA found with extinct fauna in a submerged cave on Mexico's Yucatan Peninsula. This skeleton dates to between 13,000 and 12,000 calendar years ago and has Paleoamerican craniofacial characteristics and a Beringian-derived mitochondrial DNA (mtDNA) haplogroup (D1). Thus, the differences between Paleoamericans and Native Americans probably resulted from in situ evolution rather than separate ancestry.