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当“贝格尔”号通过热带时，达尔文趁风和日暖的天气，开始用一个一米多深的小网来捕捞浮游生物，这个小网是用破布做成的，破布被固定在半圆式的拱形木上。他们把这个小网从船尾往后撒开，把它拖在船后边，这样，小网就可捕获大量形状精巧和色彩丰富的微生物。达尔文在《日记》中写道：“为了这样一个微不足道的目的而创造出了这么多的美景，这不能不使人感到惊讶”。他花了一整天的时间来清理自己的捕获物，这使负责管理船的清洁和美观的韦克姆上尉大为不满。把所有这些小动物（用韦克姆的话说，是“一堆使人讨厌的垃圾”）拖到甲板上来，当然是有碍于甲板的卫生。所以上尉愤怒地对达尔文说，如果我是舰长的话，那我早就把你和你那堆使人讨厌的垃圾一起扔到海里去，因为只有博物学家才把这些玩艺儿看作宝贝，用心观察、分析和研究。不过这种抱怨并没有妨碍上尉和这位博物学家之间建立最密切的关系，所以达尔文指出，他在“贝格尔”号的所有旅伴中，除了斯托克斯和金克之外，就最喜欢韦克姆了。
一月十六日，“贝格尔”号在佛得角群岛中最大的岛普拉亚港停泊下来。虽然从海面上望去，该港的四周呈现出一片荒凉，虽然达尔文担心自己会对洪保德所描述的、他曾为之赞叹不已的热带风光感到失望，但是当他一上岸，走进长有罗望子、芭蕉树和棕榈树的河谷时，就听到不熟识的鸟儿在啼鸣，看到新奇的昆虫围绕着新开的花朵在飞舞，他感到这是对自己所经受的一切艰难和不幸的补偿。他在日记中写道：“这一天对我来说是永远不能忘怀的，我就象一个瞎子重见光明一样。我为我所见到的东西而倾倒，我对自己的印象无法准确地理清。”
在这里，在这个陌生的环境里，他坐在退潮后所出现的海水洼附近的溶岩的底下，可以看见新生的珊瑚。当灼人的阳光照射着周围的一切时，他在研究圣地亚哥岛的地质剖面图、想起了他不久前读过的赖尔的《地质学原理》第一卷。他曾试图把赖尔的一些新原理运用到圣地亚哥岛的地质上来。搞清楚圣地亚哥岛的地质并非那么困难。达尔文说：“一股溶岩在海底奔流、海底上面布满了一层贝壳和珊瑚的碎片，这些贝类和珊瑚凝结成坚硬的白色岩石。而后，整个岛便隆起在海面之上。但是这个白色岩石线使我看到了一个重要的事实，这就是喷火口周围的土地后来都沉没了，这些喷火口当时都是起作用的，不断喷射出一股股新的溶岩。”
达尔文由于感到把赖尔的基本思想运用于圣地亚哥岛的地质上是件很容易的事，所以他一定认为赖尔的基本思想要比流行于美国的灾变论者们的地质学思想更为优越。当时他想，他将对他所要访问的各国的地质情况都要加以分类整理，他能够收集到够他写整整一部地质书的大量资料。这个想法“使他高兴得手舞足蹈”。
接着达尔文在这个岛光秃秃的平原上，一连游览了三天。这里到处都布满了一堆堆晒焦的岩石。三天的游览使达尔文得到了极其丰富的收获。他已经被这新颖的热带大自然完全吸引住了，以致这三天的时间使他觉得无限的长，给他留下了很多的印象。
“贝格尔”号在这里停泊了三个星期。达尔文怀着巨大的兴趣进行了自然史考察。除了地质学之外，使他同样感兴趣的还有：热带植物，即棕榈树、非常粗的波巴布树（他同菲茨·罗伊舰长和军官们一起准确地丈量这种树的粗度）、香蕉树、甘蔗、咖啡树和大量的鲜花；各种鸟，其中许多鸟色彩非常鲜艳；昆虫；色彩也很鲜艳的海生动物，如海绵和珊瑚；还有其他一些动物，如海兔和章鱼，他常沿着海岸观察这些动物的习性并细心加以收集。有时候，他一连几天坐在船舱里研究所有这些生物，群岛上的居民也使他很感兴趣。每逢人们谈起黑人时，他总是充满好感，他特别注意黑人儿童或混血儿童的智力和很爱穿戴、生性愉快的黑人姑娘。
旅行一开始，他就在考察方面表现出敏锐的观察力和认真仔细的特点：他用湿度表对表面上估计的空气包含水蒸汽的浓度作了测量，结果精密仪器表明，空气的干燥程度要比表面上估计的高得多；他注意到由于这里经常刮贸易风，所以金合欢树树梢都向一面弯曲；他把沉积在桅杆顶端风向旗旗布上的灰尘加以收集。这种灰尘原来是从遥远的非洲海岸刮来的，后来爱伦堡教授对它进行研究，发现里面有原生生物的硅质甲壳。
达尔文写信告诉父亲说：“日子过得愉快极了，确实没有比这更愉快的了；我忙得很，这种忙既是一种职责，又是一件很大的乐事。自从我们离开特纳里夫岛以后，我认为我没有闲过半小时。”
因此，达尔文在佛得角群岛所度过的三个星期，都排满了他以博物学家的身分而进行的活动。
达尔文在大西洋之中的一个不为人知的小岛——圣保罗岛的岩礁旁再次登陆。从“贝格尔”号上放下了两只小船。一只由斯托克斯驾驶去调查岩礁，以便把岩礁画到地图上；另一只由韦克姆和达尔文驾驶；韦克姆是去打鸟的，达尔文则是去研究地质和自然史的。达尔文在研究看来是由岩礁上的鸟粪层形成的特别稠密的浮渣过程中，再次表现出了他独特的求知欲。他发现只有两种根本不怕人的鸟，可以用地质锤来打它们，这两种鸟就是管鼻鹱和燕鸥。达尔文认定，这些荒无人烟的岛屿上的第一批移民，是一些寄生昆虫和靠吃鸟的羽毛为生的壁虱。他进行了一次很有趣的观察：在每个管鼻鹱的巢旁都放着一条小鱼，似乎是雄管鼻鹱衔来给雌管鼻鹱吃的，只要把雌管鼻鹱从巢中吓跑，马上就出现几只大蟹把小鱼偷走，而有时可能把小鸟从巢中偷走。
“贝格尔”号在继续前进的航程中越过了赤道，当时按习惯举行了迎海神的仪式，达尔文在《日记》中对此作了如下的描述：“我们越过了赤道。我受到了一次使人厌恶的剃面手术。今天早晨，快到九点钟时，我们这些可怜的新手，共有三十二人，一起被集合在下甲板上。舱口被关着，因此我们大家都处在黑暗之中，感到非常闷热。后来，有四个海神的将军向我们走来。他们把我们逐个地带到甲板上去。我是第一个被带上去的，因此容易敷衍过去。但我毕竟认为这种水上的仪式是令人极不愉快的。在走上去以前，有一个海将扎住我的双眼，把我带了上去。接着他们用一桶桶水从四面八方哗哗地倒在我的身上，然后就把我放在一块木板上面。这块木板可以很容易地被翻转到一个盛满了水的大浴盆里。在这里，他们用柏油和颜料抹在我的脸上和嘴上，并且用一个粗糙的铁环刮去我脸上的一部分涂料。在听到规定的信号以后，他们就把我来个倒栽葱翻进水里。接着有两个人按住了我的身体，把我浸在水里。最后，谢天谢地，他们把我放开。在其他的人当中，有许多人受到的对待要比我难堪得多：往他们脸上涂的那些脏东西也塞进了他们的嘴里。这时候，整个军舰全都变成了澡堂，水象小河一样向四面八方流开来。当然，舰上的所有人员，甚至连我的舰长在内，全身都湿透了”。
美术家埃尔描绘“贝格尔”号上这一情景的一幅图画至今还保存着。我想，站在右边的那位青年，即是人们用水桶从后面向他浇水的那个青年。可能就是达尔文。当然，也可能是年轻的海军练习生中的某个人。
在到巴西之前，“贝格尔”号最后停泊在巴西人流放犯人的费尔南多迪诺罗尼亚小岛旁。这是一个火山岛，有一些大约一千英尺高的山。岛上覆盖着一片几乎无法通行的密林，林中长有木兰、月桂树以及其他各种树木。使达尔文特别感到惊讶的是，这里所有的树木不是果实累累，便是百花争艳。
查理在给父亲的信中，谈到他们到过的那些岛屿上的热带植物给他留下的一般印象时写道：“热带中最使人惊异的是植物的新奇形态。椰子树很可以根据图画中的画想象出来，不过这里的椰子树极其轻巧，这是任何一种欧洲树所不能比拟的。香蕉树和芭蕉树同暖房中的完全一样，金合欢和罗望子以其蓝色叶子而使人惊异；关于那壮丽的柑桔树，无论是用语言描绘，还是用画笔画下来，都不能给人以任何正确的概念。我们那些温室中的植物具有一种不健康的绿色，而本地的树木则比葡萄牙月桂树的颜色还要深，同时在姿态美上远远超过了月桂树。那些较富裕的居住区的周围，一般都种植着椰子树、番瓜树、浅绿色的香蕉树以及柑桔树，这些树上都果实累累。当你看到这样的情景时，你会确信，要较真实地描写出这样情景是不可能的，而要把这种情况报道一下则是可能的”。
天气热得很厉害，夜间，达尔文躺在吊床上，觉得就象躺在热气腾腾的澡盆里一样，因此他不得不起来躺在桌子上，尽管桌子很硬，但他却睡得特别香。
“贝格尔”号停在巴西的第一站，是巴伊亚市，或者叫做圣萨尔瓦多市。达尔文对展现在面前的风暴感到兴高采烈。这座古城的房舍是白色的，高大的，狭长的窗户使房舍显得很整齐。古城位于海湾之上，海湾里停泊了许多大船，古城的四周为热带植物森林所环抱。达尔文漫游在具有热带风光的花木之间，下雨时空气特别新鲜，风景特别优美，这时达尔文感到洪保德的描写一点也不夸张。他在《航海日记》中写道：“不过城市的这些美景无法与植物相媲美；根据我所见到的，我认为，洪保德的那些绝妙的描写不仅现在，而且将来也是无与伦比的。他描写了蔚蓝色的天空，把诗篇和科学罕见地结合起来，有力地描绘了热带的风光。但是，即使如此，他也远远没有把真实情况表现出来，此时此刻你所感受到的那种心旷神怡的感觉真使你神魂颠倒：如果你的眼睛想注视某一只花蝴蝶的飞舞，可它却落到一棵树上或一个果子上。如果你在观看某一只昆虫，那你马上就会把它忘掉，因为昆虫正在爬着的那朵不平常的花会把你迷住。如果你想要赞美各种壮丽的景色，你就要把注意力集中在独特的前景上。心里充满了混乱的赞美感情，这种感情又形成了一种未来的、更加悠闲的喜悦心情。我只有现在才认清了洪保德：对于我来说，他是照耀我接受一切知识的第二个太阳”。
除了欣赏这些风景和自然史的客观事物之外，达尔文认为新的、令人惬意的是“认识到我的任务就是要成为一名博物学家，如果我轻视这一任务，那就是轻视这些年来给了我极大愉快的那些知识。”
达尔文在巴伊亚停留了将近二十天。他游览了热带森林，收集了蜥蜴、昆虫和植物，观察了绝大部分是黑奴构成的当地居民的生活，狂欢节时漫游了各条街道。一群快活的人们把一个蜡黄色的水球互相投掷，而另外一些人则用大杓互相泼水，以此取乐。他结识了几位当地商人和一艘美国大军舰上的几位军官。他从派真舰长那里听到了有关美洲奴隶制度的令人愤懑的各种事实。原来贩卖奴隶的活动在大规模地进行。使他感到惊讶的是，那些热衷于贩卖奴隶活动的所谓“正人君子”竟以野蛮手段来保护这种活动。
大概就在这时发生了达尔文在自传中所提到的他与菲茨·罗伊的那次冲突。菲茨·罗伊是个典型的托利党人，而达尔文则是个辉格党人。菲茨·罗伊想要维护和夸耀奴隶制度。他告诉达尔文说，他曾经拜访了一个大奴隶主，这个大奴隶主当着他的面把自己的奴隶们叫在一起，问他们对自己的处境是否满意，他们是否愿意获得自由，奴隶们一致回答说：“不”。达尔文带着嘲笑的口气问他，难道能够认为那些奴隶当着主人的面所说的话有什么意义吗？菲茨·罗伊是一个脾气暴躁的人。他勃然大怒，对达尔文说，既然你对我说的话是否真实表示怀疑，那我们就不要再在一起生活了。达尔文离开他后心想，由于发生了这场争执，他将不得不离开这只舰了。菲茨·罗伊把大副叫了去，当着他的面发泄对达尔文的怒气。但是，看来军官们都站在达尔文这一边。这时他们邀请达尔文同他们一起吃饭。不过菲茨·罗伊也是一个容易息怒的人。过了几个小时，他派一名军官去向达尔文道歉，并且请达尔文仍和已往一样同他一起生活。
达尔文与菲茨·罗伊一起在舰长室吃饭这件事，无意之中使达尔文在旅伴们中间的地位突出了，于是年青的海军练习生们都开始称他为“先生”，不过这种表面礼貌并没有妨碍他很快就同青年们成为朋友。他那坦率的讨人喜欢的性格，和蔼的笑容，有趣的交谈，他的才华，他在工作中表现出来的充沛的精力和热情，所有这一切都不知不觉地赢得了人们对他的尊敬，使他很快就同军官们接近起来。人们开始称他为“亲爱的老哲学家”，有时干脆称他为“我们的捕蝇人”。一个中尉，即后来成为海军上将的谢利万，过许多年后回忆这段时期时说，在一只舰上关了五年的人们，彼此之间是很容易吵架的。可达尔文在“贝格尔”号上航行的五年当中，从来没有发过脾气，从来没有向任何人说过一句伤和气的话，从来没有责备过任何人，从来没有对任何人发表过于匆忙的议论。诚然，他们大家都忙得很，没有时间去争吵。但是谢利万坚信，如果发生了这样的争吵，达尔文也会有成效地“设法排解的”。
在舰长室里用的饭菜都很简单。大家都很忙，所以“一切礼貌都免掉；不互相等候，一吃完饭马上就跑去工作……”。舰上有条不紊的工作气氛，使达尔文在工作中也养成了有条不紊的工作习惯。每逢大海风平浪静的时候，斯托克斯就坐在大桌子的一边绘图，而达尔文则坐在另一边用显微镜研究公海的动物。
在巴伊亚，达尔文参观了大型美国军舰“三宝垅舰”。达尔文对这艘军舰上的海军练习生（达尔文晚上的大部分时间都是同他们一起度过的）作了可怕的评价。他说：“这些年青的正人君子是一伙没有处以绞刑的骗子，这样一伙人足以使沿岸的人们感到吃惊”。
在演习中，“贝格尔”号这只进行测量的小舰成绩卓著，战胜了其它所有的船只，并表明了这个齐心协力的集体，在一位精力充沛的舰长指挥下，能够作出成绩。“贝格尔”号上的演习组织得非常准确而又迅速，竟然把军舰“三宝垅”号都战胜了。这是舰队司令也不得不承认的。达尔文已对“贝格尔”号有了深厚的感情，因此他在给姐姐和父亲写的家书中自豪地描述了这一事件。
“贝格尔”号从巴伊亚开往里约热内卢。途中达尔文捕捉鲨鱼。起风浪时，他就整理自己的蒐集品。每天夜晚，他总是以赞美的心情观赏那南极的星光、灿烂的夜景以及天空中的南十字星座、麦哲伦海峡的云彩和大南冕星座。“贝格尔”号在阿尔布罗斯群岛附近进行了测量、而达尔文却怀着两队人上岸，考察岩石，收集昆虫和植物。
四月一日，“贝格尔”号上所有的人都在开愚人节的玩笑。午夜时分，人们开始把所有穿着睡衣的人从下面叫到甲板上：叫来木匠是为了修理炉子，叫来后甲板上的工匠，其借口是桅杆咔嚓直响，叫来海军练习生�