提供了科学的基础，但当时仍缺乏直接的古生物学证据，而达尔文自己也在书中指出这点。天择造成单一物种内的微演化或科、属内的变化不难想像，但较高层级的宏演化较难想像。1861年发现的始祖鸟化石是首次发现不同纲之间的过渡（传统分类的鸟纲和爬行纲）。古生物学家休·法康纳在一封给达尔文的信中写道：就算再特意从索尔恩霍芬採石场找一个达尔文式的奇怪生物，也不会找到比始祖鸟更漂亮的了。因此始祖鸟等过渡化石在人们眼中不只是确证了达尔文的理论，更成了演化论的代表象征。例如瑞典1904年的Nordisk familjebo