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贝格尔号下一个阶段的使命是驶往阿根廷。狂风呼啸的平原和荒凉泥泞的海岸显然无法与多姿多彩的巴西雨林相比，但它们对达尔文也有无穷的魁力。在一个名叫彭塔阿尔塔的地方，他发现一些古老的骨头埋藏在一片沙砾和淤泥之中，便开始用鹤嘴锄挖掘起来。成果喜人，出土了一大批科学上未知的久已绝迹的古生物化石：犰狳、巨树獭。一只样子像河马的箭齿兽、一头早已灭绝的南美象和其它一些动物。达尔文把阿根廷的这些平原叫做“灭绝已久的四足动物的巨大坟墓”。他意识到，这些发现将有助于科学家拼画出地球遥远过去的图景，当时美洲“到处都是巨大的怪兽”。达尔文坚信，貘、树獭、犰狳以及南美野生羊驼这些生活在南美洲的现代动物，都源于同一种古代巨兽。达尔文开始苦思冥想这些物种之间的关系。他认识到，“生活在同一大陆，已经绝迹的生物和仍在存活的生物之间的绝妙关系”，对于理解物种如何出现，如何消亡将带来新的希望之光。
达尔文发表的重新组合的陆上巨树獭骨骼草图，它是达尔文从阿根廷平原发掘的众多灭绝动物之一。
暴雨、狂风、湿淋淋的树丛、荒凉冷漠的海岸布满岩石和冰砾，这一切使环绕火地岛的道路寸步难行。达尔文写道，“看一眼这些海岸，就足以使一名从未航过海的人，整整一周沉浸在对海难、危险以及死亡的惊恐之中。”巡回在贝格尔海峡（这条水上通道是以前一次航海的同名船只命名的），贝格尔号多次考察这片危机四伏的水域。在这儿，达尔文的果敢使一次海滩聚会免于流产。他毫不畏惧，勇敢地冲进惊涛骇浪，阻止了将要冲进海里的船只。菲茨罗伊感激不尽，为纪念达尔文的英勇行为，将一座大约7000英尺的山峰命名为达尔文峰。
前一次拜访火地岛时，菲茨罗伊带走了三位土著居民，分别叫做约克·明斯特尔（YorkMinister，英格兰的一座大教堂），杰米·巴顿（JemmyButton，菲茨罗伊用一个大钮扣从妈妈那儿买到他）和菲吉阿·巴斯凯特（FuegiaBasket，因为她总是喜欢挎着一个篮子）。菲茨罗伊把这些火地岛人带回伦敦。他们在这里学习文明生活的各个方面，比如说基督教、农业、衣着打扮以及如何使用汤匙和刀叉。这次贝格尔号将他们送返火地岛，随行的还有一名英国国教传教会的年轻牧师，前来火地岛传播现代文明，这里是地球上文化最为落后的地区之一。然而船长的试验惨遭失败，三位“文明”的火地岛人很快返回了他们原来的生活方式，年轻的牧师也要求重新返回贝格尔号。菲茨罗伊表示，乐意将杰米带回，但是他只想呆在属于自己的国家。贝格尔号最终驶离火地岛时，达尔文看到了杰米燃火示意的浓烟——“在军舰驶往广阔无边的大海时，这是一个漫长的永别”。
船长菲茨罗伊绘制的贝格尔号火地岛乘客：非吉阿·巴斯凯特（上部左方）、杰米·巴顿（中部左右）和约克·明斯特尔（底部左右）。达尔文目睹了菲茨罗伊企图将“西方文明”强加给这些火地岛人的失败。
与同时代大部分欧洲人一样，达尔文坚信，西方的生活方式是最先进的。火地岛的插曲使他顿然醒悟，断定应当在一夜之间将“野蛮人文明化”的想法是错误的。他归纳道，应当由火地岛人、澳大利亚土著居民以及其它地方的土人决定他们自己的命运。同时，他正确地预见到，酉方殖民化进程和现代经济的发展将会威胁到他们的生存。
1834年6月，贝格尔号抵达南美洲西海岸，在这里呆了一年多的时间。由于邮递到的赖尔《地质学原理》第二卷的影响，这段航程达尔文的主要兴趣集中在地质学。达尔文手握地质锤，研究安第斯山脉的岩层结构。安第斯山脉是地球上最年轻最险峻的山脉之一，海拔12000英尺处的化石森林和大量的贝类化石令人叹为观止。达尔文还目睹了几次火山爆发并在一次地震中幸免遇难。这些突发事件给达尔文留下了深刻的印象，证明地表总是处于不断地变化和移动之中。达尔文由此得出结论，生命所处的地理环境是流动的、不断变化的。达尔文的地质观测，与他对已经发现化石物种（虽不同于存活的生命，但仍有相似之处）的思考一起，帮助他洞见到，生命为了适应周围环境的变化，本身也是流动的、不断变化的。
南美洲沿岸考察是贝格尔号的首要使命。此任务结束后，贝格尔号用一个月的时间访问加拉帕戈斯群岛，然后在1835年10月开始漫长的返航。在回乡的途中，军舰还在塔希提岛、新西兰。澳大利亚以及其它一些小岛屿抛锚小驻。与在南美洲的尽情考察相比，这些停驻都十分短暂，不足以给予达尔文充足的时间、空间进行全面的考察。尽管如此，他还是尽己所能充分利用时间在太平洋和印度洋考察礁湖和珊瑚礁；在澳大利亚的河流中观察一对嬉戏的鸭嘴兽；在大西洋阿森松岛观测火山斜面零碎的样本；甚至在孤寂的圣赫勒拿岛，悠闲地环绕拿破仑的墓地散步。
1835年地震后处于一片废墟中的智利康塞普西翁。几天后，达尔文参观了这片废墟，称之为“我所见到的最恐怖、最有趣的景象”。
到此为止，环球航行已大大超出所有人心目中的预定时间，达尔文和同船水手都渴望快快回家。然而菲茨罗伊宣布，为了完成一系列的环球天文测量，在返回英国之前，贝格尔号将穿越大西洋在巴西做最后一次停留。这个决定使全船人处于一片阴郁之中，达尔文万分恼火，在给姐姐苏珊的信中写道：“我讨厌大海！我痛恨在它上面航行的所有船只！”幸好军舰重返英国前，在巴西只停留了短短几天。最终，像达尔文写的那样：“十月二号，我们终于抵达英国海岸。在法尔第斯，我离开贝格尔号，结束了在那个小小船舱内将近五年的海上生活！”
第三章贝格尔号之旅
这封决定达尔文命运的信来自约翰·史蒂文斯·亨斯洛。信中提供了一个千载难逢的机会：乘船环海旅行。英国军舰贝格尔号被派往南美洲进行一次环海考察，然后取道太平洋、印度洋返回英国。贝格尔号的船长罗伯特·菲茨罗伊，二十六岁，物色陪他三年航海生涯的旅伴。对于博物学来说，这是研究地球各个角落求之不得的机会。亨斯洛推荐了达尔文。他会感兴趣吗？
结论不容置疑。早在剑桥时，达尔文就拜读了德国博物学家亚历山大·洪堡（AlexandervonHumboldt，1769－1859）的著作。洪堡是举世公认的著名科学家、旅行家。他对南美洲热带雨林和火山带的描述，激发了达尔文无边的想象力。他非常渴望亲眼目睹这些遥远地方的奇迹。拆读亨斯洛的来信，达尔文兴奋难抑。但是第二天，他的日记中出现了这么几个字：“旅行被拒绝了。”这个简短的句子背后蕴藏着难以抚慰的深深失望。
驶近南美洲南端火地岛的贝格尔号。对于这里冷漠荒凉的景象，达尔文写道：“我从未见过如此毫无生起、令人沮丧的景象。”
1831年8月31日的一封信。达尔文告诉父亲，舅舅约赛亚·韦奇伍德二世同意自己随贝格尔号环球航行。于是罗伯特医生答应了达尔文的请求，从此改变了整个科学发展史的进程。
罗伯特医生拒绝了儿子充满希望的请求。达尔文承认，这次航海计划面临许多阻碍。首先，花费昂贵，必须自己购买一些科学设备和食物。其次，旅行毫不舒适，危机四伏，许多旅行家死于海难和热带疾病。事实上，贝格尔号不过是一艘双桅小横帆船。这种船极易遇难，被称为“浮动的棺材”。另外还有一些人也获得了这一机会，但都被他们以各式各样看似完美的理由拒绝了。最后，医生担心多年的旅行和冒险，会使儿子不再安心于牧师平静的生活。达尔文一向尊重父亲的决定，事事渴望获得他的赞同。只好怀着满腹的失望，给亨斯洛写信推辞了这个机会。在信末，他写道：“如果不是因为父亲，我愿为它冒任何危险。”
事情也不是完全没有余地。罗伯特医生曾说过：“如果你能找到任何一位常识丰富的人赞同你去，我将同意你出海。”舅舅乔赛亚·韦奇伍德二世总是非常明智，认为乘船环球旅行对达尔文大有好处，既能开阔他的眼界，又能开拓他的科学视野，这使达尔文十分高兴。罗伯特医生得知韦奇伍德的赞同意见后，也立即慷慨同意了儿子的请求。对此，达尔文心中总是满怀无以描述的感激。他深知，剑桥的学习已花掉了父亲一大笔钱，这一次的花费要比上次多得多。他开玩笑说，在船上他必须“特别聪明”，以便花掉这一大笔钱。父亲笑着回答说：“他们早就告诉我，你特别聪明。”
贝格尔号定于十月份扬帆出海。由于太多的准备工作，达尔文一下子陷入了紧张与忙乱之中，然后赶赴伦敦与菲茨罗伊会面。几天后，在船长的带领下，达尔文参观了这艘以后几年内将是他栖居之家的航船。贝格尔号着实让达尔文吃了一惊。船长仅90英尺，载运74人。他住的地方占据了一个小船舱的一角，只能睡在一张吊床上。虽然贝格尔号干干净净，装备精良，但如此漫长的旅程由这么小的一艘船来完成，达尔文不由得十分担忧。不过在给姐妹们的信中，他热情赞扬菲茨罗伊是一位“理想”的船长。两个人情投意合，实为万幸，因为就是菲茨罗伊决定达尔文能否随船考察。
贝格尔号草图。从图中可以看出，菲茨罗伊和达尔文坐在船长室桌旁。
人们有时称达尔文是贝格尔号的博物学家，这其实并不十分准确。达尔文根本没有取得任何官方资格。实际上，他随贝格尔号出海更多地表明，在十九世纪早期，科学不过是富有绅士打发业余时间的活动而已。尽管在此之前，大部分海军考察任务包含一些博物学考察，但航海时海军很少雇佣博物学家收集生物和地质标本。相反，军方鼓励官员们发展对博物学的兴趣，以便他们在执行常规任务的同时，进行一些科研工作。这个责任一般落在随船医生的身上。罗伯特·麦考密克（RobertMcCormick）医生，贝格尔号的外科医师，是船上真正的官方博物学家，但海军也允许博物学家以个人身份自费随船出海。
海军礼仪规定，严禁船长与下级军官和船员有任何社会交往。对于贝格尔号来说，菲茨罗伊特别渴望找一位私人旅伴。更重要的是，作为国王查理二世的后裔，菲茨罗伊总是以自己的身份为傲，认为船上没有一个人属于他的社会阶层。首先，他需要一位具有相同背景、教养的绅士与他为伴，从而