Накрепко запомнив землетрясения и действующие вулканы, Дарвин сделал вывод: Анды — молодые горы. Когда-то пики высотой 14 000 футов были плоскими, как лежащая к востоку от них пампа. Гигантские млекопитающие, окаменелые останки которых ему удалось найти в горах, тоже бродили по этим равнинам. Позже земли опустились под воду, затем вновь поднялись, подпертые давлением снизу. Дарвин понял, что эти горы, возможно, моложе, чем млекопитающие, и не исключено, что они до сих пор потихоньку поднимаются под ногами людей.
Закончив картографическую съемку побережья, «Бигль» отплыл на север, в Лиму и затем на запад, прочь от Южной Америки. После ледяных ветров Огненной Земли и пронизывающего холода Анд Дарвин с нетерпением ждал встречи с тропиками. Первая остановка планировалась на необычайном архипелаге под названием Галапагосы.
Сегодня Галапагосские острова известны всему миру как место, где родилась Дарвинова теория эволюции, но сам Дарвин осознал значение этих островов лишь позже, почти через два года после того, как побывал там. Тогда же он больше думал о геологии, чем о биологии, и с нетерпением ждал возможности увидеть землю, которая, согласно Лайелю, создавалась в этот самый момент.
Первым Дарвин посетил остров Чатем (известный теперь как Сан-Кристобаль), голую вулканическую гряду, не освоенную еще растениями и не покрытую почвой. На берегу его приветствовали лишь безобразные игуаны и бесчисленные крабы. «Естественная история этих островов весьма примечательна, — писал позже Дарвин. — Похоже, что это настоящий маленький мирок». Он имел в виду, что мир этот совсем не похож на внешний, большой мир. Здесь жили громадные черепахи с панцирями до семи футов в диаметре; они питались опунциями и не возражали, если Дарвину приходила мысль прокатиться на одной из них. Здесь жили не один, а целых два вида страшных с виду игуан: представители одного вида жили на суше, а другого — ныряли в море и питались водорослями. Птицы на Галапагосах были настолько спокойными, что подпускали Дарвина совсем близко и даже не взлетали.
Дарвин добросовестно пополнил птичками свою коллекцию, но почти ничего не записал о них. У некоторых птиц были крупные толстые клювы, приспособленные к раздавливанию крупных твердых семян; у других — тонкие, похожие на пинцет, пригодные к вытаскиванию труднодоступных мелких семечек. Ориентируясь по клювам, Дарвин выделил среди пернатых воробьев, вьюрков, славок и дроздов. Он не потрудился, однако, записать, на каком острове была поймана та или иная птичка. Он решил, что это южноамериканские виды, колонизировавшие в какой-то момент острова.
Только завершив сбор образцов животного мира, Дарвин понял, что ему следовало быть более аккуратным. Незадолго до отплытия «Бигля» он посетил директора исправительной колонии на острове Чарльза (ныне Санта-Мария), англичанина по имени Николас Лоусон. В саду у него вместо кадок и цветочных горшков использовались черепашьи панцири, и Лоусон заметил, что черепахи разных островов отличаются друг от друга, и по форме колец и гребней на панцире можно определить, с какого острова черепаха. Иными словами, черепахи каждого острова представляли собой уникальную разновидность, а может быть, и уникальный вид. Дарвин обнаружил также, что растения на разных островах тоже различаются.
Возможно, то же можно было сказать о птицах, но Дарвин не обозначил сразу происхождение большинства своих образцов и не мог уже ничего исправить. Только по возвращении в Англию он найдет время, чтобы рассортировать свою коллекцию галапагосских птиц, и только тогда начнет понимать, каким образом жизнь перетекает из одной формы в другую.
Закончив с Галапагосами, «Бигль» пустился в дальнейший путь по гладкому, как стекло, Тихому океану. Плавание шло быстро, путь до Таити занял всего три недели, еще через четыре экспедиция добралась до Новой Зеландии и еще через две — до Австралии. В Индийском океане задачей «Бигля» было картографирование коралловых рифов. Коралловые рифы — своеобразная живая география; их образуют крохотные полипы, каждый из которых выстраивает для себя твердый внешний скелет. Полипы эти могут жить только у самой поверхности океана. Дело в том, что, как выяснят позже морские биологи, коралловые полипы зависят от фотосинтезирующих водорослей, которые живут в тканях хозяина. «Бигль» обходил риф за рифом, и Дарвин не уставал удивляться тому, что все они имеют совершенную округлую форму, концентрируясь иногда вокруг центрального острова, а иногда просто вокруг лагуны. И тому, что рифы всегда располагаются близко к поверхности воды, т. е. именно там, где им надлежит быть, чтобы получать достаточно солнечного света для роста.