Ornella Semino et Peter Underhill ont étudié le chromosome Y de 1007 hommes d'aujourd'hui, de 25 nationalités différentes. Le chromosome Y, uniquement présent chez les individus de sexe masculin, se transmet de père en fils sans subir d'autre modification que de rares mutations qui se maintiennent dans les générations suivantes. Les généticiens ont identifié certaines de ces mutations et ont établi que dix haplotypes différents correspondent à 98% des Européens. La distribution géographique de ces marqueurs permet de savoir qu'elles ont été les voies de migrations anciennes. Une mutation est en effet plus fréquente dans la zone géographique où elle est apparue. Les chercheurs pensent avoir identifié trois vagues migratoires. Pour dater ces migrations, ils ont étudié d'autres mutations au niveau de petites séquences d'ADN répétées, les microsatellites. Plus il y a de mutations à ces endroits, plus l'ADN est ancien.

Leurs conclusions sont que 80% des chromosomes Y des hommes actuels proviennent d'ancêtres du Paléolithique. Une première migration venue d'Asie centrale il y a 40 000 ans aurait colonisé l'Europe de l'Est, puis une seconde vague serait arrivée du Moyen-Orient il y a 22 000 ans pour s'installer en Europe du Sud et de l'Ouest. Puis ces deux populations se seraient réfugiées en Espagne et dans les Balkans au cours du Maximum glaciaire d'il y a 20 000 ans, pour à nouveau se répandre dans toute l'Europe par la suite. La troisième migration, en provenance du Moyen-Orient, aurait eu lieu au cours du Néolithique voici 9000 ans, et seuls 20% des Européens d'aujourd'hui porteraient les marqueurs génétiques correspondants.

La première vague migratoire, datée de 40 000 ans, pourrait correspondre à l'avènement de la culture aurignacienne, dont les plus anciennes traces en Europe remontent à 40 000 BP environ. A partir de 30 000 ans, les témoins de l'Aurignacien sont associés à des fossiles d'Hommes anatomiquement modernes. Ceux-ci sont peut-être arrivés en Europe il y a 40 000 ans. Notons cependant que la méthode utilisée par les généticiens pour dater les mutations est très approximative, et un décalage de plusieurs milliers d'années n'est pas exclu. La deuxième vague pourrait ainsi correspondre à l'avènement de la civilisation gravettienne.