-En Santiago de Cabo Verde, Darwin descubrió que uno de los estratos blanquecinos elevados en la roca volcánica contenían restos de conchas.
-En Brasil, Darwin quedó fascinado por el bosque tropical.
-En Punta Alta y en los barrancos de la costa de Monte Hermoso realizó un hallazgo de primer orden al localizar en una colina fósiles de enormes mamíferos extintos junto a restos modernos de bivalvos (una especie de moluscos). Identificó, por un diente, al poco conocido megaterio (perezosos terrestres) que en principio asoció con el caparazón de una versión gigante de la armadura de los armadillos locales. Estos hallazgos despertaron un enorme interés a su regreso a Inglaterra.
Contempló con asombro la diversidad de la fauna y la flora en función de los distintos lugares. Así, pudo comprender que la separación geográfica y las distintas condiciones de vida eran la causa de que las poblaciones variaran independientemente unas de otras.
-Hacia el Sur, observó llanuras aplanadas llenas de guijarros en las que cúmulos de restos de conchas formaban pequeñas elevaciones. Como estaba leyendo la segunda obra de Lyell, asumió que se trataba de los "centros de creación" de especies que éste describía, aunque por primera vez comenzó a cuestionar los conceptos de lento desgaste y extinción de especies defendidos por Lyell.
-En Chile, Darwin fue testigo de un terremoto, observando indicios de un levantamiento del terreno, entre los que se encontraban acumulaciones de valvas de mejillones por encima de la línea de la marea alta.
-En los Andes también encontró restos de conchas, así como árboles fosilizados que habían crecido a pie de playa, lo que le llevó a pensar que según subían niveles de tierra, las islas oceánicas se iban hundiendo, formándose así los atolones de arrecifes de coral.
-En las Islas Galápagos, Darwin se dedicó a buscar indicios de un antiguo "centro de creación", y encontró variedades de pinzones que estaban emparentadas con la variedad continental, pero que variaban de isla a isla. También recibió informes de que los caparazones de tortugas variaban ligeramente entre unas islas y otras, permitiendo así su identificación.
-En Australia, la rata marsupial y el ornitorrinco le parecieron tan extraños que Darwin pensó que era como si "dos creadores" hubiesen obrado a la vez.
Fitzroy leyó los diarios de Darwin y le pidió permiso para incorporarlos a su crónica. El diario de Darwin fue entonces reescrito como un tercer volumen dedicado a la historia natural.
