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达尔文在六月末携带自己全部小野兽，又搬到“贝格尔”号上来住，开始整理自己从马尔多纳多四郊获得的宝物，并对此作了简要的说明。他特别高兴地得知，菲茨·罗伊打算在即将来临的夏季（在南半球相当于我们冬季的几个月）绕过合恩角，转向美洲西海岸去工作。七月八日，“贝格尔”号终于起锚扬帆自马尔多纳多启航。不过想把舰长在福克兰群岛购买的纵帆船装备起来还需要很多时间。“贝格尔”号完成了装备工作，并把书信以及仔细包装好的达尔文的搜集物交付邮船后，于七月二十四日在闪电中向南沿着至里奥内格罗的航线驶去。在那里，“贝格尔”号已在八月初终于遇见了斯托克斯进行测量所乘坐的那只小纵帆船；达尔文同他一起度过了一个有趣的夜晚，交换了自己的感想，听他讲述了关于乘坐这种在公海上曾不止一次地经受住了暴风雨袭击的小船如何进行工作的困难情况。
里奥内格罗河口当时位于南美洲东海岸的最南部，居住的都是白人；里奥内格罗河口屡遭印第安人（阿拉乌康族人）的侵犯。达尔文在这里见到几处被印第安人所破坏的牧场，听到了关于击退印第安人进攻的故事。巴塔哥尼斯市座落在通往大海的里奥内格罗河口不太远的地方，这里的居民除了西班牙人以外，还有和平的印第安人。
达尔文考察了海岸的地质情况，对一些看来是从遥远的安第斯山脉冲到这里的巨砾感到惊奇，参观了可以采取大量优质纯盐（居民生活日用品）的盐湖，观赏了湖上的火烈鸟，考察了盐湖里的淤泥并看到了盐湖上的富裕居民。达尔文在这里，即在里奥内格罗附近，从高楚人那里听说有一种鸵鸟新种代替了普通南美鸵鸟。
后来取名为达尔文鸵鸟的这种新种，个子较小，两腿较短，腿上长着比较短的羽毛，全身羽毛颜色较深。
达尔文决定开始从里奥内格罗向北旅行到布兰卡港，可是后来却到达布宜诺斯艾利斯。沿途都是覆盖着枯萎的黄草丛和多刺灌木的凄凉荒野。这里唯一的一棵罕见的树被印第安人看作是神坛，树上挂满了吊挂在线上的祭品：香烟、面包、一块块布和肉，树周围都是用来作为祭品的那些已经发白的马骨头。高楚人捉住了一头迷途的母牛，然起了火，在平原上做了一顿晚餐，然后宿营。达尔文在日记中写道：“这是我在野外露宿的第一夜，用马具充当自己的卧铺……。平原上一片死寂，猎狗，那些象吉普赛人一样躺在篝火旁睡觉的典型高楚人，——这一切都深深印在我的脑海里……”
达尔文在途中间或碰见野生美洲驼——羊驼或鹿，也经常碰到接连不断地在草原上迅速跳跃的当地啮齿目刺鼠。由于逐渐靠近科罗拉多河，荒漠开始换成绿色草原，而蜿蜒的河流的两岸长满了柳树和芦苇。
达尔文驰过了一个沙丘地带（可能是科罗拉多河的旧河床），在驿站稍事休息又继续前进了。达尔文由于在布兰卡港呆了一段时间，所以深信，印第安人只是以残暴行为来回答西班牙人屠杀印第安人各部落的残暴行为。
在离布兰卡港不远，达尔文最喜欢的地方就是彭塔阿尔塔，但他又没有想到要出发到这个地方去。他现在与“贝格尔”号失去了联系，当然，他等到了“贝格尔”号的到来。
“贝格尔”号于八月二十四日到达布兰卡港，过了一星期，它又向拉普拉塔驶去。达尔文则留下来，以便继续前进，走旱路到布宜诺斯艾种斯去。不过他还是用了一些时间在彭塔阿尔塔收集化石。他在约有一点五平方公里的地方继续勘察，所以，在这里挖掘出的化石搜集物大大增多，他在这里至少挖掘出了不下五种贫齿类即巨大的树懒科化石：大懒兽、磨齿兽、臀兽、巨树懒等。正如古生物学家奥温后来在整理他的搜集物后所判明的那样，这些大小同大象或犀牛一样的动物，未必能象现代树懒科一样爬上树去，但它们能用后肢站立起来，能靠象三角架一样的一对粗厚的脚踵和一个大尾巴的支撑抱住树，把树垂倒在地，然后再去吃树上的叶子。他在这里发现了一只披有骨质甲片的大犰狳的遗骸。同现代南美洲犰狳一比，这就算是真正的庞然大物了。达尔文与向导在从海岸返回布兰卡港的途中，抓住了一只犰狳，并把它连甲烤熟，但它太小了，连两个人都不够吃。
这些发现使达尔文发生兴趣不是没有原因的。使他感到惊异的是，恰恰是在南美洲这个现在依然生存有树懒科和犰狳的地方（尽管它们现在的体形已经很小了），找到了树懒科和犰狳的化石。对此应该补充说，在这里挖掘出的贝壳，一部分是现代贝壳的样子，另一部分则接近于现代贝壳的样子。而根据所挖掘出的臀兽骸骨来判断，这些遣骸还是新鲜的，并且在和许多贝壳一起沉积到砾石里面去的时候，还被韧带连系着。因此，应该认为，这些遗骸是属于很晚的第三纪期的。
达尔文在给汉斯罗寄去一箱化石时，特别注意把这些搜集物依次编上号，并加以完善保存。他后来给汉斯罗写道：“我被您把所有的骸骨都清除干净这句话弄得惊惶不安，因为害怕把印在遗骸上的编号弄掉了。为什么我这样耽心呢？因为一部分骸骨是从含有现代贝壳的砾石中挖掘出来的，而其它的骸骨是在完全另外一些地层中挖掘出来的。刺鼠的骸骨也是与现代形状的贝壳在一起的，我认为，这是一种只有美洲所特有的动物，而且我也有兴趣来证明，该属性物种之一在大懒兽时期就有；这些地点和其他许多地点都取决于细心地把编号保存好”。
无庸置疑，这些化石由于与研究物种起源问题有关系，所以当时就已使达尔文感兴趣。古生物学的各种发现，说明对物种的可变性很有利，所以不得不对赖尔关于有机世界论断的正确性产生特别怀疑。
此外，达尔文又开始指出证明拉马克想法是正确的所有事实，拉马克的想法是：在更加深入研究和认识物种的新的形态之后，各动物类群和物种之间的许多空白点常常被填补。关于箭齿兽化石，他后来说：“从它的身体大小来看，它有象那样大；从它的牙齿构造来看，它和啮齿目动物是亲缘；从某些特征来看，它又和厚皮类动物相类似；根据它的眼睛、耳朵和鼻孔的部位来判断，它大概是水生动物，其部位和儒艮或海牛一样”。因此，有那么多目的动物的特征兼容于该动物的身上。他连忙指出说，在沙漠里最常见的诺丘鸟，按其习性和外貌来说象田鹬和鹌鹑①。当这种鸟紧贴地面蹲伏着时，就很难从它周围的地面背景上辩认出它来。我早就指出过，他觉得连尾上有一个与响尾蛇发音器相似的装置的毒蛇也是一种过渡形态。他开始注意到了一些彼此相似的物种，例如，他注意到了在拉普拉塔常见的灶巢鸟，它的颜色、叫声和跳跃式的奔跑，与在布兰卡港见到的同一属的另一种鸟都很相似，但体形稍小一点。它们的不同之处仅在于前者用泥巴和干草在高处筑起外形象炉灶或蜂窝一样的巢，而后者则是把巢筑在通入地下六米之深的筒形洞穴的底部。
①现在人们认为诺丘鸟（象田鹬一样）属于行鸟形目，但决不认为它（象鹌鹑一样）属于鹑鸡目。
达尔文在这里认识了三种现代犰狳。而第四种他只是在布兰卡港以北的地方才碰见过。这三种中的每一种都要比其它种分布在南方更远的地方。因此，他在从北到南和从南到北的往来旅途中，发现哺乳动物和鸟类，无论是灶巢鸟，还是鸵鸟或犰狳，它们相似的形态都是互相更替出现的。而有关这些近似物种的总起源的想法一定不止一次地在查理的脑海中隐约出现过。不过这些事实都是分散的、零星的，所以，即使这种想法在他脑海中浮现过，但却丝毫没有在他的《航海日记》中反映出来。
当然，达尔文必定注意到了各种动物都长有不同类型的保护生命的东西。所以，被当地居民称作“美达柯”的三绊犰狳的披甲片，分成三条能使身体弯曲的绊带，一旦遇到危险它就象刺猬一样蜷缩成一团，任何一条猎狗都不能用嘴把它那光滑的披甲衔住，只能使它象球一样在地上滚动。另一种犰狳即“小犰�