Привезенные Дарвином с Галапагосских островов маленькие птички заинтересовали Гульда не меньше, чем самого Дарвина. Он пришел к заключению, что среди этих птиц было 13 видов вьюрков и три вида пересмешников. Причем ни один из этих видов не существовал нигде, кроме как на соответствующих островах Галапагосского архипелага. Форма клюва птиц соответствовала характерному для каждого острова источнику пищи: одни птицы приспособились к поеданию семян кактусов, другие питались насекомыми. Дарвин наконец получил ответ, которого так долго ждал, и столкнулся с еще более удивительными доказательствами эволюции, чем обнаружил при изучении окаменелостей. Теперь Дарвин был уверен, что все птицы были родственниками и произошли от общих предков. В какой-то момент некий вид вьюрков оказался на Галапагосских островах, где дал начало 13 разным видам. Их клювы адаптировались к новым условиям. Но как? Дарвин нашел ответ на свой вопрос в самом неожиданном месте – в трактате по политической экономии, который ему предложил прочесть друг его старшего брата Эразма.

Защитник свобод и яростный противник рабства, общительный и великодушный поэт, Эразм Дарвин во многом походил на деда, в честь которого был назван. Эразм и Чарльз имели одинаковые политические и религиозные взгляды, но Эразм всегда был более решительным. Как и дед, он не был ограничен рамками респектабельности. Опять же, как дед и отец, он был врачом, но при этом страдал от того же хронического недуга, который впоследствии одолел и его брата. Опасаясь, как бы врачебная служба сына не оказалась слишком тяжелой для его «тела и разума», отец предложил Эразму пораньше уйти в отставку. К моменту возвращения Чарльза из путешествия на «Бигле» Эразм последовал совету отца и оставил медицинскую практику, хотя ему не было еще и 30 лет.

Эразм продолжал вести активную общественную жизнь и вращался в политических кругах сторонников вигов. Деньги у него были: ему и Чарльзу досталось значительное состояние деда по материнской линии, Джозайи Веджвуда. Хотя Эразм так и умер холостяком (и опиумным наркоманом), у него были романтические отношения с несколькими свободомыслящими женщинами, включая радикального политического экономиста Гарриет Мартино, которую ошибочно считали автором книги «Следы естественной истории творения». У них был длительный роман, а дружеские отношения продолжались на протяжении всей жизни. Мысль о браке Эразма с эмансипированной Мартино пугала старшего Дарвина, который попросил Чарльза приглядывать за братом. В том же году Чарльз если и не подружился, то стал добрым знакомым Мартино.

Гарриет Мартино была одним из самых выдающихся учеников преподобного Томаса Мальтуса, профессора политической экономии в колледже Ост-Индской компании. Он утверждал, что рост численности населения неизбежно ведет к бедности, поскольку избыток рабочей силы сопряжен со снижением уровня заработной платы. Слабые и бедные погибают в борьбе за существование, являющейся неотъемлемым свойством человеческого общества. Голод, болезни, войны и даже умерщвление младенцев, по мнению Мальтуса, являются естественными факторами, поддерживающими хрупкое экономическое равновесие. Благодаря этим идеям Мальтус стал самым влиятельным экономистом своего времени, а в обществе возникло реформаторское движение, которое, в конечном итоге, привело к усилению английских «законов о бедных» и учреждению работных домов для самых неимущих членов общества.

Знаменитая книга Мальтуса называлась «Очерк о законе народонаселения». После нескольких разговоров с Мартино о Мальтусе Дарвин в конце 1838 г. наконец прочел эту книгу, и почти сразу к нему пришло озарение. Борьба за существование, которую Мальтус обнаружил в человеческом обществе, была проявлением той же самой борьбы в природе. Позднее в автобиографии Дарвин писал, что «внезапно понял, что при этих условиях благоприятные варианты имеют тенденцию сохраняться, а неблагоприятные – исчезать. В результате появляются новые виды. Наконец у меня появилась теория, с которой можно было работать». Как следует из записных книжек Дарвина, он начал пересматривать более ранние теории о трансмутации, восхищавшие его деда. Применяя принцип Мальтуса к дикой природе, он наконец уловил основополагающий механизм трансмутации, который не удавалось понять его предшественникам, верившим в теорию эволюции. Вариации живых существ являются результатом естественного отбора.

Во времена Чарльза Дарвина большинство людей, включая ученых, считали, что жизнь мало изменилась с момента сотворения мира. Даже Джозеф Пристли, который был не из тех, кто воспринимал Библию буквально, в книге о спонтанном зарождении высказал традиционное мнение, что «в книге Иова описаны такие же растения и животные, как теперь, и такими же остались собаки, ослы и львы Гомера. Мир, без сомнения, совершенствуется, но, несмотря на это, мы не видим никаких изменений растений и животных».

В рамках традиционной науки к началу XIX в. стала формироваться эволюционная теория, которую обычно называли теорией трансмутации или трансформационизма. Дарвин вполне разделял эту идею. Его дед, Эразм Дарвин, считал, что все организмы очень медленно, но постоянно изменяются, пока не превращаются в организмы новых видов. Однако из-за религиозного давления эти идеи Эразма Дарвина практически не были известны на момент, когда Чарльз Дарвин вступил на научное поприще. Бо́льшую часть знаний о теории трансмутации Дарвин получил во время обучения в Шотландии от биолога Роберта Эдмунда Гранта.

До Кембриджа Дарвин вместе с братом учился на медицинском факультете университета Эдинбурга, считавшегося в то время лучшим в стране. Университет Эдинбурга отличался радикальными настроениями, а франкофил Грант, который провозгласил себя врагом церкви и традиции и, возможно, был еще и гомосексуалистом, считался самым радикальным среди профессоров университета. Здесь Грант взял Дарвина под свое покровительство.

Поначалу Грант показался Дарвину жестким и индифферентным, но вскоре стало ясно, что это не так. Грант оказался теплым, доброжелательным, заразительно увлеченным, мог неистово работать и спорить, особенно когда речь шла о его главных научных интересах, таких как микроскопические исследования. Грант часто брал своего молодого подопечного на прогулки вдоль берега, недалеко от своего дома на Северном море. Там они собирали морских моллюсков, мшанок и темно-зеленые морские водоросли, которых называли «пальцами мертвого человека», и интерес Гранта к природе начал постепенно заражать Дарвина.

Не скрывавший своих суждений Грант к тому времени слыл одним из самых активных сторонников эволюционной теории в Англии. В кругу врачей, таких как Грант или дед Чарльза Дарвина, эта теория находила больше поддержки, чем среди других ученых. Врачи годами изучали кости и жизненно важные органы человека и видели цельную картину. Все виды животных, столь разные снаружи, часто имеют одинаковое внутреннее строение. Кости крысиной кисти удивительно похожи на кости человеческой кисти, а птичье крыло напоминает плавник дельфина. Если положить рядом скелеты животных разных видов, можно заметить это сходство и обнаружить, что каждый вид лишь немного отличается от соседей на эволюционном дереве. Такое же сходство наблюдается и для внутренних органов, например, сердце медведя едва заметно отличается от сердца коровы. Все это указывает на долгие и постепенные изменения, начавшиеся от самых маленьких и самых простых организмов и закончившиеся самыми крупными и самыми сложными.