到了1837年夏天，达尔文已经是一个无可怀疑的进化论者。他已经懂得物种是可以改变的，物种是经由自然过程而繁衍的。但是，这一类变化是怎样发生的，以及什么原因促使物种变化一直使他感到十分困惑。对历史学家来说幸运的是，达尔文将他的全部思绪和推测都记在笔记本上，重新发现这些笔记本就能够将达尔文假设推理的曲折途径重新捋出头绪。和莱伊尔相仿，达尔文在贝格尔号上就已考虑过新物种产生的问题，当时他还是一个神创论者，便必然采取骤变论者的模式（例如，南美三趾驼鸟的第二个种的起源）。在这些早期的思索中达尔文遇到的是在巴塔哥尼亚平原出现的一对同域种。

在这平原上达尔文既不能发现隔离，而且就连续物种（successive species）而言，他又不能运用莱伊尔的由新种填补空缺生境的说法来解释。他无法找到气候变化的证据，因而早先的物种核不致灭绝。然而就大骆鸟（giant llama）的事例而言，灭绝又确实发生了，它的空位现在已由栗色骆马（guanaco）填补。Kohn（1981）及其他学者对这个阶段达尔文的思想阐述得很清楚。

1937年7月达尔文开始在他的四个分别标有B，C，D，E字样的四个笔记本（名为《物种演变笔记》）中的第一本（B）上作笔记。这四本笔记上所记载的情况反映了达尔文悟出自然选择的进化学说大约15个月之后这一段时间中达尔文思想的曲折复杂的演变过程。由于这是一个非常复杂伯学说，自然不可能一瞬间构思而成，尽管达尔文能记住他受到重要启发的具体日期。在（Barlow编辑出版的）达尔文《自传》中（1958：

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