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达尔文认为，里约四郊的地质情况没有多大意思，而植物和鸟类倒应好好研究；当然这并没有妨碍他对植物的赞美和观察蜂鸟的飞翔，在他看来，蜂鸟的习性同大蛾蝶类的习性很相似。但他最关心的还是收集陆上无脊椎动物和淡水无脊椎动物。他收集了很多漂亮的陆生扁平软体多肠目的搜集品，并对昆虫进行了大量的研究，对其习性经常进行观察。许多热带大型蝶类引起了他的兴趣，其中某些蝶类都有自己的习性特点：这些蝶类可以双翅张开成平面，在陆地上奔跑，发出很大的声音和噼啪声。达尔文由于对甲虫十分熟悉，所以毫不费力就发现，里约热内卢附近的甲虫同美国的甲虫不是同一个科。他特别努力收集这些小的品种，并正确地认为，巴西的甲虫在美国昆虫学家的搜集品中，主要都是些大的品种。他还发现了许多直翅目、半翅目和针尾膜翅目。使他感到惊奇的是：这些源源不断的蚂蚁大军正在被它们踏平的四通八达的小路上来来往往，搬运着一块块绿叶。他观察了黄蜂猎捕蜘蛛的情形，黄蜂把蜘蛛螫昏，这些蜘蛛便用来喂养它的幼虫。他收集了很多使人感兴趣的蜘蛛，对它们习性进行了观察。
收集昆虫使达尔文清楚地想起他在英国迷恋于甲虫的那些日子，想起巴尔穆特给他的印象，尤其是想起许多昆虫与他在那里所收集的昆虫，例如在沙地上奔跑的斑蝥很相似。当然在环境方面存在着惊人的差别。他在给福克司的信中写道：“如果你在五月份一个天气晴朗的日子里（无疑是很冷的一个日子里），在带刺的白色篱笆上捉昆虫的话，那么就请你想象我正在菠萝丛中和柑桔林中捉昆虫吧：而当你的手指被污秽的黑莓弄脏的时候，那就请你想象那些成熟的柑桔，并且羡慕我吧……”。
旅行、收集和整理搜集物这些活动，有时因达尔文参观英国军舰而中断。那些校级军官们让他参观这艘军舰。在军舰上他被待为上宾。海军乐队演奏了《菲加罗结婚》、《谢米拉米达》、《塞维尔理发师》序曲，使得非常想听音乐的达尔文感到特别愉快。他还参加了海军的竞走和舰员们在岸上举行的赛跑。
当“贝格尔”号停泊在港湾时，达尔文参观了这艘军舰。这艘两桅方帆军舰几乎成了他亲爱的家，所以达尔文关心舰上的一切事情，例如一些军官和水兵的退役，新的军官和水兵的到来。这时“贝格尔”号上发生了一件令人悲伤的事：有三个人病了，这三个人曾同其他几个人一起乘快艇到马卡卡去打了一次田鹬，马卡卡是个沼泽地，当时寒热病正在流行，这三个人被传染上了，病得很严重，结果丧了命。一块去的其他五个人病得轻一些。这是达尔文在热带所遇到的许多次可能发生的意外中的一次。
达尔文还结识了几位商人，他们曾经到过南美洲的其它一些地方，或在那里住过，这些地方是达尔文打算去参观的。当然他已预先打听并详细地询问了这些地方的生活条件和自然条件。他在博托福戈还观看了圣者胡安婚礼日前夕的庆祝活动，在这一天，居民们燃起篝火，放焰火，燃爆竹，鸣枪炮，使得这个节日显得十分热闹和愉快。
七月五日，“贝格尔”号在其它军舰鸣放的友好送别的礼炮声中，终于离开了到处都是处女林的热带地区，向南方，向气候温和的地带，向覆盖着草本植物的海岸驶去。这次航行又不太令人愉快：惊涛骇浪和汹涌澎湃的大海再次使达尔文遭受到通常在海上所受到的那种痛苦。但他仍能有时观赏逆戟鲸，有时观赏口齿锋利的抹香鲸，有时观赏那被人们称为“开普小鸽子”的小海燕。
七月二十五日，“贝格尔”号驶进一个叫作里约德拉普拉塔的小海湾，这个海湾的水就象小河里的水那样平静，又红又脏。二十六日，“贝格尔”号舰停泊在蒙得维的亚海湾。
达尔文赶紧在蒙得维的亚上岸，去了解当地的情况。他从城旁的一座小山顶上一眼望去，只见那一望无际的绿色草原上，放牧着一群群牛羊。达尔文到那些从远处就能望见的辽阔的飞廉地里去散步，在这里，他第一次观察了美洲的鸵鸟。第二天，他到蒙得维的亚远郊收集标本：在那里他打死了一只水豚，这只巨大的啮齿动物重四十五公斤，猎获了一些美丽的蛇和蜥蜴，收集了他所喜爱的甲虫。
他及时地把他在巴西以及在这里收集到的搜集品包装好，派人送到船上去：看来，他把其中的一部分寄到了施鲁斯伯里家里去，其中最重要的搜集品寄给了剑桥的汉斯罗。
九天后，“贝格尔”号离开了拉普拉塔，沿着海岸向南驶去，以便对海岸进行观察。可是进行勘察的好天气没有持续多久，很快就变成了狂风暴雨的天气，达尔文在《航海日记》中曾经谈到：“这时我们的榴弹炮无声无息地从炮位上脱落下来，掉进了海里”。狂风暴雨的天气持续了大约一星期，无法进行测量，因为“贝格尔”号上的锚曾两次折断为几部分，有搁浅的危险。“贝格尔”号最后驶进了布兰卡海湾，这里有一个好港湾。菲茨·罗伊在这里结识了一位船长，即捕海豹的小帆船船主哈里森。哈里森对港口的情况非常熟悉，他把“贝格尔”号引到一个更能进行防御的停泊处，他的另一只小帆船已停泊在那里。菲茨·罗伊和达尔文非常艰难地沿着通往居民区的海湾支流逆流而上。达尔文在那里第一次看到一小群高楚人。菲茨·罗伊舰长每月都要租加里松的几只小帆船，以便坐上这些船去进行勘察①，达尔文却愿意坐“贝格尔”号返回蒙得维的亚。
①据谢利万说：“贝格尔”号勘察队的装备方面的主要缺点是没有可以留作备用的第二只小船。由于没有专用的船只，所以大部分勘察工作是靠露天的捕鲸小船进行的，这些小船往往一派出去就是整整几个星期，有时在阴雨连绵的雨季也要派出去，船员们是非常艰苦的，所以菲茨·罗伊就自费租了这几只小帆船。
达尔文是带着枪在郊区旅行的。那里有一条长满了青草的沙丘，判帕斯草原展现在远方。捕猎的对象主要是鹿、鸵鸟和刺鼠，这都是些相当大的尖嘴啮齿动物。高楚人是用绳索锤，即用系在一根长绳上的几个沉重的球来捕捉鸵鸟的。达尔文想试一下这种新式的运动，便骑着马同十个西班牙人一起去打猎，结果他引起了高楚人哈哈大笑，想不到他却用绳索锤套住了自己骑的马的腿。总的来说，这次打猎没有多大收获，不过达尔文却幸运地发现了骨化石。达尔文在一个叫作彭塔阿尔塔的地方找到了很多贝壳和巨大的动物化石的遗骸、颅骨。
他于九月二十二日初次来到这个地方，同菲茨·罗伊和谢利万一起在海湾周围航行。他在彭塔阿尔塔发现了几个含有贝壳化石和骨化石的山岩。这个地方风景不太美丽，但天气却十分晴和，海水也很平静。待到他们刚刚返回到“贝格尔”号，就开始下雨，刮起暴风。化石引起了达尔文的注意，第二天他设法又来到了离“贝格尔”号十六公里之远的彭塔阿尔塔，使他感到特别高兴的是，他在含石灰质少的岩石中挖掘出了一个大型动物的头骨。为了取出这个头骨，他花了差不多三个小时，他发现了一个与犀牛很相似的动物颅骨。看来这是一个现在被列入古代有蹄类的箭齿兽的头骨。他在天黑二个小时之后才把它弄到舰上。第二天他在原来地方又发现了几个化石。连续十天的坏天气使他的参观中断了。
十月八日，他吃过早饭又去彭塔阿尔塔他采掘过遗骸的地方。这次他挖出了一个巨大的颌骨，并根据其牙齿确定为大懒兽，即早为古维叶所确定的树懒科。使他感到惊讶的是，正是在现在有树懒生存（只是躯体要小得多）的那个洲发现了树懒化石，而颌骨则是从有现代贝壳的土层里挖掘出来的；这就清楚地证明了赖尔的观点是正确的，灾变论者的观点则是错误的。其它的残骨大概也属于贫齿目。
这天他抓住了一条蛇，根据它的多数特征，他认为这是条毒蛇，但尾端有一个坚硬的突出部分，它发出的响声很象响尾蛇的发响器。他不时还捡到一些美洲的鸵鸟蛋，一只鸵鸟蛋比一只鸡蛋重十一倍。因此，当他捡到二十七个鸵鸟蛋时，那么这就等于三百个鸡蛋。
达尔文特别顽强，他于十月十六日，即在快要离开布兰卡港的时候，又到彭塔阿尔塔去寻找骨化石。但是下面我们将会看到，他并不只是限于进行这方面的活动。后来，他在不受“贝格尔”号约束的情况下，单独一个人又访问了埃尔多拉多，并在那里继续挖掘出了一些骨化石。
十月十七日，“贝格尔”号离开了布兰卡港，驶向蒙得维的亚。几只小帆船已修理完毕，并被用来进行勘察工作。一只留下归斯托克斯指挥，另一只留下归韦克姆指挥。经常在打猎旅行和搜集中陪伴达尔文的海军练习生金克，留下同他们在一起。
二十四日，“贝格尔”号在大海的辉煌灿烂的阳光照耀下，二十五日，在强劲的顺风中，急速向蒙得维的亚驶去，次日抵达那里。达尔文在那里专心阅读来自祖国的大批信件和报纸，他又给汉斯罗写了一封信，谈他这次收集的丰富搜集品（特别是化石），并把这些搜集品寄给了他。达尔文随着“贝格尔”号，很快来到布宜诺斯艾利斯。这个大城市的街道规划得很合理，相交成为直角，每座房屋都有一个平顶凉台。不过使他感到吃惊的是市内很脏。达尔文在这里参观了大教堂和博物馆，并到离市区有三十公里远的一个英国人的领地去旅行。这块领地座落在一片辽阔的绿草地上，草地被鼫（这是一种啮齿动物）挖的洞弄得高低不平，每个洞里都有鸱鸮栖息。他很欣赏高楚人的美丽服装和当地妇女的美丽步态，她们身上披着丝织披巾，头发上别着一个大梳子，走起路来大方、娉婷。他参观了一个剧院，使他感到奇怪的是，在剧场的观众厅里，坐位是按性别分设的：男人们坐在正座，妇女们则坐在楼座。
后来，达尔文随同“贝格尔”号又到了蒙得维的亚，达尔文从那里出发进行过几次骑马旅行和徒步游览。十一月二十八日，“贝格尔”号又联合了几只小帆船，然后向火地岛开去，以便把菲茨·罗伊舰长的几名火地岛人送回故乡。
这次航程，风平浪静，天气很好，只不过刮了几次暴风和逆风，起了几次雾。暴风影响了“陆地人胃口”（达尔文这样诙谐地来形容自己的胃口），而逆风和云雾则延缓了“贝格尔”号舰的途程。天气明显地变得越来越冷。菲茨·罗伊见到了那几只进行勘察工作的小帆船，给它们作了下一步指示，然后就指挥“贝格尔”号向火地岛驶去。他想这次绕过著名的合恩角，即火地岛的南端，让这几名火地岛人在被科克船长称之为约克·明斯特尔山的附近登陆。约克·明斯特尔是一位年纪最大的火地岛人的名字。
十二月十五日，“贝格尔”号经过了麦哲伦海峡入口处，继续向南驶入。原先是单调而荒凉的海岸，现在却变成了另外一种样子。在海岸的高地上，有许多火地岛人烧起的烟火信号，火地岛因此而得名。平坦的低岸地带的悬岩峭壁上，长满了灌木丛和树木，而后面则突兀着高大的雪山。后来平坦的地带变换为覆盖着深棕色森林的高山。
十二月十七日，“贝格尔”号从东面绕过了东火地岛的顶端——圣迭戈角，停泊在好结果湾，在那里，船只能够躲避从山上突然刮来的暴风。居民们一看到“贝格尔”号便都高声喊叫起来。
翌日，达尔文在野人故乡第一次清楚地看见了野人。他们给他留下了非常深刻的印象。他在给汉斯罗的信中写道：“当我们驶进好结果湾时，我永远不会忘记欢迎我们的一群火地岛人发出的那种喊声。他们坐在一座悬崖之巅，四周是山毛榉构成的阴暗森林。当他们用双手在自己的头部周围野蛮地转动的时候，他们的长发飘动着，这时他们好象是另一个世界中激动不安的精灵。这些野人与居住在更远的西方一带的野人不同，身材都很高大。他们披着用羊驼皮做成的斗篷，驼毛向上。他们的皮肤是赤铜色的，头发又长又直，脸上画有两条横带纹：一条是鲜白色的，在眼睛的上边；另一条是红色的，从双耳到嘴边。他们的样子既可怜、柔顺，又恐惧、惊慌，他们发出的声音含糊不清，喉音很重，咔嚓咔嚓地响”。在这里应当指出，科克船长早在他的第二次环球旅行时就曾指出，火地岛人的文化水平与他访问过的国家的其它部落相�