于是，本来开开心心睡醒爽玩的达尔文就这样懵懵懂懂的接下来这样一门差事，殊不知命运的齿轮已经发生了转动。
达尔文最著名的故事就此展开，他参加了英国皇家海军的贝格尔号（小猎犬号）的环球探险（1831-1836），这次航行也正式成了他职业生涯的转折点。
航程的起点从英国南部的普利茅斯港开始。1831年12月27日，贝格尔号启程，经过大西洋，首先抵达了非洲大陆西岸的佛得角群岛。这里是达尔文考察的第一站，他在这里研究了岩石层的地质特征，并对该地区丰富的动植物进行了细致的观察。
接着，贝格尔号继续向南航行，穿越赤道，沿着南美洲的海岸线前行。到达巴西的萨尔瓦多之后，达尔文沉浸在热带雨林的丰富多样性中，记录了大量的动植物标本。此后，他们继续向南，前往阿根廷和乌拉圭，在布宜诺斯艾利斯及附近的地区停留，达尔文在此记录了当地的野生动物和化石。
随后，贝格尔号绕过了风暴多发的合恩角，来到了智利和阿根廷交界的巴塔哥尼亚荒野，这片荒凉的地区和之前所见的热带雨林形成了鲜明对比。在这里，达尔文发现了巨大的灭绝动物化石，这些发现引发了他对物种演化和地质变迁的深刻思考。
航行的下一站是“加拉帕戈斯群岛”，这也是整个航程中最为重要的停留地之一。1835年9月，贝格尔号到达了这个位于赤道附近的偏远群岛。达尔文在加拉帕戈斯群岛上停留了五周时间，细致研究了岛上的鸟类、龟类和爬行动物，尤其是不同岛屿上的“达尔文雀”，这些观察为他提出自然选择学说提供了重要证据。
离开加拉帕戈斯群岛后，贝格尔号继续穿越太平洋，驶向澳大利亚和新西兰。达尔文在那里考察了当地的动植物，并对新南威尔士的生态环境产生了极大的兴趣。
最后，贝格尔号经过非洲南部的好望角，穿越印度洋，经过毛里求斯和南非，最终在1836年
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