Janubiy Amerika boʻylab sayohat davomida Darvin geologik qatlamlarda koʻplab yoʻqolib ketgan yirik hayvonlarning qoldiqlarini topadi. Olim qazilma ishlari, topilgan skeletlarni qayta ishlash va qadoqlash bilan mashgʻulligida, Janubiy Amerikaning sharqiy qirgʻoqlaridagi Baiya-blankaning qizgʻish tuproqlariga bu ulkan hayvonlar qayerdan kelib qolganini oʻylab koʻrmagan edi. Ilk hayajon oʻtgach, olimni bu hayvonlarning nega qirilib ketgani, qazilmalardagi shakllar bilan zamonaviy turlarning oʻxshash jihatlari haqidagi savollar qiynay boshlaydi.
Yerda hayot bir necha marta paydo boʻlgani Darvin uchun ehtimoli kam fikrdek tuyuldi.
Aynan oʻsha paytda unda Yerda yashovchi barcha narsalarning evolyutsiyasi haqidagi fikr paydo boʻlgani ehtimoldan holi emas. Lekin u hali gumonlar ichida edi. “Bigl” qancha uzoq sayohat qilsa, Darvin jonli mavjudotlarning oʻzgarishi haqidagi faktlarning koʻpligidan shuncha hayratga tushardi. Galapagos orollarida u tashqi koʻrinishidan yaqin, lekin shunda ham aniq farqlarga ega koʻplab hayvonlarni uchratadi. Ayniqsa, bir qush turidagi tumshuqning shakli va hajmidagi farqlar yaqqol koʻzga tashlanardi, bu belgilarning oʻzgarib borishida bosqichlilik ham koʻrinardi. Ularning ajdodlari Amerika materigidagi bir
tur boʻlib, avlodlari turli orollarda mustaqil turlarni hosil qilgan boʻlishi mumkin edi. Avtraliyada Darvinni Yer yuzining boshqa qismlarida allaqachon qirilib ketgan xaltalilar va tuxum qoʻyadigan sutemizuvchilar (birteshiklilar, yexidna va oʻrdakburun) qiziqtirib qoʻyadi. Avstraliya yuksak sutemizuvchilar mavjud boʻlmagan davrlarda materik sifatida ajralib chiqqani sabab xaltalilar va tuxum qoʻyuvchilar boshqa materiklardagi sutemizuvchilar evolyutsiyasidan mustaqil tarzda rivojlangan. Olimning turlar oʻzgaruvchanligi va bir-biridan kelib chiqishi haqidagi fikrlari bosqichma-bosqich oʻzgarib boradi. 1836-yil 2-oktabrida “Bigl” Angliya qirgʻoqlariga yetib keladi va Darvin besh yilini oʻtkazgan bu kemani tark etadi. Yurtiga qaytgach, u bir necha yil davomida yigʻilgan materiallarni qayta ishlaydi va evolyutsion gʻoyani asoslash kerakligiga tobora amin boʻlib boradi. 1837-yildan boshlab, u turlarning oʻzgarishiga oid maʼlumotlarni tizimli ravishda yigʻib boradi. U xonakilashtirish taʼsirida oʻzgargan hayvon va oʻsimliklarga alohida eʼtibor qaratadi. Bu davrda ingliz seleksiyasi oʻsimliklarning yangi navlari va hayvonlarning yangi zotlarini aniqlashda muvaffaqiyatlarga erishgan edi. Darvin seleksion amaliyotning boy tajribasini
tahlil qilib, tez orada organik shakllar haqiqatan oʻzgarishi va foydali zotlarni yararishda inson muvaffaqiyatining garovi sunʼiy tanlanish deb atalgan jarayonda yashirinligiga amin boʻladi.
1839-yil yanvarida Darvin oila quradi, 1842-yilda esa Londondan Daun shahriga koʻchib, umrining oxirigacha oʻsha yerda, oʻzini ilmiy faoliyatga bagʻishlab yashaydi.
1839—1843-yillarda olim geologiya boʻyicha materiallar chop qildiradi. Ularda korall riflarining kelib chiqishi haqidagi oʻz nazariyasini bayon qilgan edi.