达尔文在南美洲考察时，在安第斯山山顶上发现海洋生物的化石，让他感到困惑。在小猎犬号启航时，达尔文曾带了一本英国地质学家莱尔所著的《地质学原理》；莱尔认为地球的地形、地貌是经过长时间不断的细微变化的结果，莱尔相信风力、雨滴、冰雪等微小的力量，持续千万年后就可以完全改变地表的形貌。

      达尔文本人也相信，只要时间足够，无法察觉的细微改变也可以造成巨大的变化。达尔文推算白垩纪中期距今约有三亿年左右的历史，持续长时间微小的地震等自然因素使得原来在海中的生物遗迹能在高山上发现。

在加拉巴哥群岛考察时，达尔文发现每个岛屿上的陆龟及雀鸟并没有很大的差异，但又有些许的不同。他又发现加拉巴哥群岛的生物与南美洲大陆的种类非常相似；

于是他开始怀疑岛上生物可能有共同的祖先，他们之间的差异是由于千百年来适应各个岛屿不同环境的结果。每一个物种都是一些细微的变化在无数个世代的过程中产生的结果。

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