Once upon a time in the West : paleogenetic analyses on Mesolithic to Early Bronze Age individuals from the Iberian Peninsula

While the amount of ancient Iberian genetic data has increased over the last years, few studies have focused on population dynamic processes beyond the immediate period of the Neolithic transition. In this study, the Iberian dataset was enlarged by SNP-based haplogroup information for 249 new Mesolithic to Early Bronze Age individuals and 187 reproduced HVR I sequences. These new data allow confident insights into post-Neolithisation population dynamic processes on the Iberian Peninsula and make it possible to compare the development of Iberian and Central European groups over a time span of about 4,000 years. The results of this study reveal a strong genetic regionalization of Iberian groups throughout the Neolithic and partially in the Chalcolithic. A considerable amount of hunter-gatherer maternal heritage persisted during the Iberian Early Neolithic. The greatest amount of “Neolithic” lineages/haplogroups (HV, J, K, N1a, T2, V, and X) has been found in Northeast Spain and Aragón, suggesting these regions were the main entrance for Neolithic lineages into the Iberian Peninsula, while the amount of mitochondrial hunter-gatherer influence increases with growing distance from these regions, pointing to various forms of Neolithic transitions on the Iberian Peninsula. In some areas genetic continuity between Early and Late Neolithic seems highly likely (Ebro Valley) while other regions show large genetic differences to the preceding period (Central Portugal, Northern Meseta). Central Iberian Bell Beaker groups are genetically distinct to most other Chalcolithic groups. Although a substantial number of Early Neolithic Iberian individuals share direct sequence hits to contemporary individuals of the Central European Linear pottery culture, the amount of hunter-gatherer mitochondrial heritage is considerably greater in all regions of the Iberian Peninsula than in Central Europe. No genetic connection between Iberian and Central European Bell Beakers or the Corded Ware culture could be found. When focusing on the distribution of sub-clades of haplogroup H, differences between the Iberian Peninsula and the groups from other parts of Europe were recognizable. In the Iberian samples set only sub-haplogroups H1 and H3 could be identified. While H1 was present in all Early and Later Neolithic groups from Central and Western Europe, H3 shows strong Western European affinities and is not detectable in Central Europe before the Middle Neolithic. While no strong differences in sub-haplogroup H variability among Iberian groups of different epochs could be detected, a clear shift between Central Europe´s Early and Middle Neolithic is recognizable.Obwohl die Anzahl an Paläogenetik Studien von der Iberischen Halbinsel in den letzten Jahren zugenommen hat, konzentrieren sich doch immer noch wenige Publikationen auf andere Epochen als die Neolithische Transition. In dieser Arbeit wurden mitochondriale SNP Daten zur Bestimmung der mitochondrialen Haplogruppe für 249 neue mesolithische bis frühbronzezeitliche Individuen und reproduzierbare Sequenzierung der HVRI des mitochondrialen Genoms für 187 Individuen erstellt. Diese Daten erlauben einerseits Einblicke in post-neolithische populationsgenetische Prozesse auf der Iberischen Halbinsel und ermöglichen auf der anderen Seite den Vergleich von iberischen und zentraleuropäischen Gruppen über einen Zeitraum von circa 4.000 Jahren. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen eine starke Regionalisierung iberischer Gruppen während des gesamten Neolithikums bis in die Kupferzeit. Ein nicht unerheblicher Anteil des ursprünglichen mitochondrialen Jäger- und Sammlererbes erhält sich im frühen Neolithikum. Die größten Anteile „neolithischer“ Linien/Haplogruppen (HV, J, K, N1a, T2, V, und X) wurden in Nordostspanien und Aragón gefunden. Über diese Regionen hat daher wahrscheinlich der Haupteintrag neolithischer Linien auf die Iberische Halbinsel stattgefunden. Mit zunehmender Distanz von diesen Regionen nimmt der Anteil an mitochondrialen Jäger-und Sammlerlinien zu, was darauf hinweist, dass in den verschiedenen Regionen unterschiedliche Neolithisierungsprozesse stattgefunden haben. Während in einigen Regionen genetische Kontinuität zwischen früh- und spätneolithischen Gruppen sehr wahrscheinlich erscheint (Ebrotal) zeigen andere Regionen genetische Diskontinuität des späten Neolithikum zu der vorherigen Epoche (Zentralportugal, nördliche Meseta). Kupferzeitliche Glockenbechergruppen aus Spanien zeigen sich in den Analysen genetisch ähnlich zueinander, aber unterschiedlich zu den meisten anderen kontemporären Gruppen. Obwohl viele frühneolithische Individuen der Iberischen Halbinsel direkte Sequenzübereinstimmungen zur gleichzeitigen Linearbandkeramikkultur Zentraleuropas zeigen, ist doch der Anteil an maternalem Jäger-und Sammlererbe sehr viel größer in allen Regionen der Iberischen Halbinsel. Beim Vergleich der spanischen Glockenbecherkultur mit Schnurkeramik- und Glockenbecherdaten aus Zentraleuropa konnten keine Gemeinsamkeiten gefunden werden. Wenn man ausschließlich die Verteilung von Untergruppen der Haplogruppe H betrachtet, zeigen sich ebenfalls Unterschiede zwischen der Iberischen Halbinsel und anderen Regionen Europas. Im Iberischen Datensatz wurden von den heute häufigsten Unterhaplogruppen von H nur H1 und H3 gefunden. Im Gegensatz zu H1, das in allen früh- und spätneolithischen Gruppen Zentral- und Westeuropas detektiert werden konnte, zeigt H3 westeuropäische Affinitäten und wurde im zentraleuropäischen Datensatz erst ab dem Mittelneolithikum nachgewiesen. Während bei den Iberischen Populationen keine starken Schwankungen in der Variation von Subhaplogruppen von H zu beobachten sind, zeigt sich ein deutliche Veränderungen zwischen dem Zentraleuropäischen Früh- und Mittelneolithikum