Charles Darwin
Charles Robert Darwin (12. helmikuuta 1809 – 19. huhtikuuta 1882) oli englantilainen luonnontieteilijä, joka esitti kokoamaansa tieteelliseen todistusaineistoon nojaten kaikkien eliölajien kehittyneen ajan saatossa yhteisestä kantamuodosta luonnonvalinnaksi nimetyn prosessin kautta.
Darwinin kehittämää teoriaa, joka kuvaa luonnossa historian saatossa tapahtunutta evoluutiota, kutsutaan evoluutioteoriaksi. Jo Darwinin aikainen tiedeyhteisö ja suuri yleisö hyväksyivät todeksi eliöiden muuttumisen evoluutiossa, mutta teoria luonnonvalinnasta hyväksyttiin evoluution päälähtökohdaksi vasta 1930-luvulla. Samalla se oli pohjana synteettiselle evoluutioteorialle. Darwinin tekemien löytöjen voidaan sanoa luoneen pohjan koko nykyiselle biologialle, sillä ne antavat loogisen selityksen elämän monimuotoisuudelle.
Darwin kiinnostui luonnonhistoriasta opiskellessaan ensin lääketiedettä Edinburghin yliopistossa ja myöhemmin teologiaa Cambridgessa. Hänen viisi vuotta kestänyt tutkimusmatkansa HMS Beaglella vakiinnutti hänen asemansa geologina. Matkalla tehdyt havainnot tukivat Charles Lyellin uniformitarianistisia ajatuksia. Darwinin julkaisema kirja Beaglella tehdystä merimatkasta teki hänestä kuuluisan. Matkallaan hän keräili kuolleiden eläinlajien fossiileita, mikä sai hänet kummastelemaan luonnonvaraisten eläinten ja fossiilien maantieteellistä levinneisyyttä. Tämän johdosta hän alkoi tutkia eliölajien muuttumista toisiksi ja lopulta kehitti teoriansa luonnonvalinnasta vuonna 1838. Vaikka Darwin keskusteli teoriastaan muutamien luonnontieteilijöiden kanssa, hän tarvitsi vielä aikaa laajamittaiseen tutkimustyöhön. Hänen geologinen työnsä oli kuitenkin tuolloin etualalla.
Kirjoittaessaan vuonna 1858 teoriaansa Darwin sai Alfred Russel Wallacen hänelle lähettämän esseen käsikirjoituksen, jossa Wallace kuvailee kehittelemäänsä teoriaa. Se vaikutti hämmästyttävän samanlaiselta kuin Darwinin teoria. Hänen 20 vuoden uurastuksensa oli vaarassa mennä hukkaan, jos Wallacen esseen käsikirjoitus julkaistaisiin ensin. Darwinin tieteelliset ystävät ratkaisivat prioriteettiongelman siten, että sekä Darwinin että Wallacen luonnonvalintaa koskevia käsikirjoituksia luettiin Lontoossa Linnean Societyn kokouksessa 1. heinäkuuta 1858. Kumpikaan ei ollut henkilökohtaisesti paikalla tilaisuudessa. Tämän jälkeen Darwin kiiruhti työnsä julkaisua, ja hänen pääteoksensa "Lajien synty" julkaistiin vuonna 1859.
Darwin tutki erikseen ihmisen evoluutiota ja seksuaalivalintaa vuonna 1871 julkaisemassaan teoksessa "Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta" ja tunteita vuonna 1872 julkaistussa teoksessa "Tunteiden ilmaisu ihmisissä ja eläimissä". Hänen kasvitieteelliset tutkimuksensa julkaistiin kirjasarjana, ja hänen viimeiseksi jäänyt teoksensa käsitteli kastematojen vaikutusta maaperään.
Darwinien sukupuu tunnetaan 1500-luvulle asti. Ensimmäinen tunnettu suvun edustaja on vuonna 1542 kuollut William Darwin, joka oli Charles Darwinin isoisän isoisä. Darwinin äidin puoleinen sukuhaara, Wedgwoodit, tunnetaan huomattavasti pidemmälle. Darwinin tiedetään olleen äitinsä kautta kaukaista sukua Englannin kuningas Henrik I:lle.
Darwinien suku on ollut perinnöllisyystieteilijöiden tutkimusten kohteena, sillä suvun useat jäsenet ovat olleet erityisen lahjakkaita eri tieteen aloilla. Darwineihin on joissakin yhteyksissä viitattukin todisteena älykkyyden perinnöllisyydestä, sillä suvussa on ollut paljon serkusavioliittoja.
Darwin syntyi perheensä omistamassa talossa The Mountissa, Shropshiren kreivikunnassa sijaitsevassa Shrewsburyn kaupungissa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa 12. helmikuuta 1809 eli samana päivänä kuin Yhdysvaltain presidentti Abraham Lincoln. Hän oli varakkaan lääkärin ja liikemiehen Robert Waring Darwinin ja Susannah Darwinin (omaa sukua Wedgwood) lapsi, viides kuudesta sisaruksesta. Darwin oli isänsä puolelta Erasmus Darwinin ja äidin puolelta Josiah Wedgwoodin lapsenlapsi. Molemmat suvut olivat suurelta osin uskonnolliselta vakaumukseltaan unitarianisteja, mutta osa Wedgwoodeista oli omaksunut anglikaanisen uskon. Charles ja hänen sisaruksensa kasvatettiin unitarianistisen uskon mukaisesti, sillä he kävivät jumalanpalveluksissa unitarianistisessa kappelissa.
Keväällä vuonna 1817 Darwin aloitti koulunkäynnin kappelin saarnaajan, herra Casen vetämässä koulussa. Darwin ei tuntenut äitiään erityisen hyvin, sillä tämä kuoli samana vuonna. Darwin kertoo omaelämäkerrassaan, ettei muista äidistään muuta kuin tämän kuolinvuoteen. Robert-isä laittoi poikansa opiskelemaan tohtori Samuel Butlerin johtamaan Shrewsburyn sisäoppilaitokseen, jossa Darwin opiskeli 16-vuotiaaksi saakka.
Kesän 1825 Darwin vietti lääkäriharjoittelijana auttaen isäänsä hoitamaan kreivikunnan köyhiä. Lokakuussa hän matkusti Erasmus-veljensä kanssa Skotlantiin opiskelemaan lääketiedettä Edinburghin yliopistoon, joka oli aikansa parhaimpia lääketieteen opiskelupaikkoja Euroopassa. Darwin kuitenkin kammoksui verta ja piti lääketieteen opiskelua tylsänä, ja siksi hän myöhemmin lopetti opinnot.
Darwinin opintojen edelle nousivat luonnonhistorian harrastukset, kuten eläinten täyttäminen. Sitä hänelle opetti guyanalainen vapautettu orja John Edmonstone. Edmonstonella oli myös tapana kertoa Darwinille jännittäviä tarinoita Etelä-Amerikan sademetsistä. Myöhemmin Darwin käytti Edmonstonen kokemuksia apuna osoittaessaan teoksessa "Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta", että ”mustaihoiset ja eurooppalaiset” olivat hyvin samankaltaisia, vaikkakin myönsi pinnalliset eroavuudet ulkonäössä.
Toisena yliopistovuotenaan Darwin liittyi "Plinian Society" -nimiseen luonnonhistoriaan suuntautuneeseen opiskelijaryhmään. Ryhmässä hän sai kokemuksia tieteellisistä väittelyistä ja kristinuskon vastaisuudesta. Darwinista tuli innokas Robert Edmond Grantin oppilas, ja opiskellessaan hän innostui Grantin tavoin Jean-Baptiste Lamarckin ja Charlesin isoisän Erasmuksen hankittuja ominaisuuksia koskevista teorioista. Vuoden 1827 maaliskuussa Darwin esitelmöi Plinian Societylle löydöistään, joiden mukaan ostereiden kuorista usein löydetyt mustat pisteet olivat erään juotikaslajin () munia. Hän osallistui myös luonnonhistorian kurssille, jossa oppi muun muassa stratigrafista geologiaa. Hän auttoi sivutöinä Euroopan laajimpiin kuuluvan Skotlannin kuninkaallisen museon kokoelmien järjestämisessä.
Darwinin isä päätti lähettää lääketieteen opinnoissa hyvin vähän edistyneen poikansa suorittamaan kandidaatin tutkintoa humanistiseen tiedekuntaan Cambridgen yliopiston Christ's Collegeen vuonna 1827. Tarkoituksena oli, että Charles lukisi itsensä papiksi. Alan vaihto oli luonnollinen aikana, jolloin työ anglikaanisen kirkon palveluksessa takasi kohtuullisen toimeentulon. Suurin osa Englannin luonnontutkijoista oli pappeja, jotka katsoivat tehtäviinsä kuuluvaksi Jumalan luomakunnan tutkimisen. Cambridgessa Darwin viihtyi edelleen paremmin muiden puuhien kuin opiskelun parissa. Serkkunsa William Darwin Foxin kanssa hän keräsi kovakuoriaisia. Fox esitteli Darwinin kasvitieteen professori John Stevens Henslow'lle, minkä jälkeen Darwin osallistui Henslow'n luonnonhistorian kurssille. Darwinista tuli opettajansa lempioppilas. Hänet tunnettiin ”miehenä, joka kulkee Henslow'n kanssa”.
Loppukuulustelujen lähestyessä Darwin keskittyi opintoihinsa ja kiinnostui samalla William Paleyn teksteistä, jotka sisälsivät ajatuksen korkeamman voiman osallisuudesta luonnon suunnitteluun. Tämän lisäksi Darwin sai yksityisopetusta Henslow'lta. Loppukokeissa tammikuussa 1831 hän loistikin teologian vastauksillaan, mutta pääsi vaivoin läpi klassisista aineista kuten matematiikasta ja fysiikasta. Lopputuloksissa hän oli kymmenes 178 läpäisseen joukossa.
John Henslow'n neuvoa noudattaen Darwin ei pitänyt minkäänlaista kiirettä pappisvihkimyksensä kanssa. Alexander von Humboldtin "Personal Narrativen" inspiroimana Darwinin päässä pyöri ajatus luonnonhistorian opiskelusta tropiikissa. Hän suunnitteli valmistuttuaan matkustavansa Teneriffalle kurssitovereidensa kanssa. Darwin osallistui myös kuuluisan geologin Adam Sedgwickin kurssille, jolla hän kartoitti maakerrostumia Walesissa. Palattuaan eräältä matkalta kotiin Darwin löysi Henslow'n lähettämän kirjeen, jossa tämä pyysi Darwinia lähtemään palkattomalle matkalle Robert FitzRoyn kanssa. HMS Beaglen kapteeni FitzRoy oli lähdössä joulukuussa 1831 kaksivuotiseksi suunnitellulle tutkimusmatkalle kartoittamaan Etelä-Amerikan rantoja. Henslow'n mielestä matka tarjosi Darwinille tilaisuuden harjoittaa luonnontieteilijän kykyjään tropiikissa. Darwinin isä suhtautui matkaan kielteisesti. Hänen mukaansa se oli vain ajan tuhlausta, mutta Josiah Wedgwood sai hänet silti rahoittamaan poikansa matkan.
Matka HMS Beaglella kesti yhteensä viisi vuotta, josta kaksi kolmasosaa Darwin vietti maissa. Hän pani merkille geologisten muodostumien, fossiilien ja elävien eliöiden moninaisuuden sekä keräsi suuren määrän eliönäytteitä, joista useat olivat tieteelle aiemmin tuntemattomia. Matkalla pidettyjen taukojen aikana Darwin lähetti keräämänsä näytteet postitse Cambridgeen kertoen samalla löydöksistään. Hänen maineensa luonnontieteilijänä sai alkunsa näiden kerättyjen näytteiden ansiosta.
Matkan aikana Darwin ehti kirjoittaa matkakertomuksen, joka tunnetaan nimellä "Beaglen matka". Siinä hän summaa yhteen sekä löytämiään näytteitä että sosiaalisia, poliittisia ja antropologisia näkemyksiä ihmisistä, joita hän matkan aikana tapasi, niin alkuperäisasukkaista kuin länsimaalaisista uudisasukkaistakin.
Merellä Darwin kärsi usein pahasta merisairaudesta. Lokakuussa 1833 häneen sai kuumetaudin Argentiinassa. Matkatessaan Andien rinnettä alas Valparaísoon heinäkuussa 1834 hän sairastui niin pahasti, että joutui viettämään kuukauden vuodelevossa.
Ennen lähtöä FitzRoy antoi Darwinille Charles Lyellin "Principles of Geology" -teoksen ensimmäisen osan, jossa Lyell selittää maanpinnalla tapahtuvia prosesseja ja niiden tasapainoa. Ensimmäinen pysähdys tehtiin Afrikan länsirannikon läheisyydessä sijaitsevalle Kap Verden saariryhmän suurimmalle saarelle Santiagoon. Siellä Darwin huomasi vulkaniittirinteen laella, noin 13 metrin korkeudella, valkoisen juovan. Hän totesi sen koostuvan simpukankuorten palasista ja korallista. Darwin katsoi tämän sopivan Lyellin ajatukseen, että maanpinta nousee ja laskee hitaasti. Se puolestaan inspiroi Darwinin ajattelemaan saaren geologista historiaa ja kirjoittamaan asiasta myös tulevissa geologiaa käsittelevissä teoksissaan.
Darwin teki matkansa aikana useita muita löytöjä, joista osa oli erityisen tärkeitä. Hän esimerkiksi näki Patagonian arotasangoilla maankohoamisen seurauksena siirtyneitä pikkukiviä ja simpukoita sekä havaitsi Chilessä simpukankuoria vuoroveden korkeutta ylempänä, mikä ei ollut selitettävissä kuin maankohoamisella. Andeilla hän puolestaan huomasi muutamia fossilisoituneita puita, jotka olivat aiemmin kasvaneet rannan läheisyydessä. Todisteena tästä olivat fossiilien läheltä löydetyt simpukankuoret. Darwin päätteli myös, että korallista muodostuvat atollit ovat yksi vaihe vulkaanisen saaren kehityksessä. Hänen mukaansa atolli on lopputulos merellisen tulivuoren vajoamisesta. Teorian hän pääsi vahvistamaan rantautuessaan Kookossaarille. Darwinin ajatuksia pidetään perusteiltaan edelleen oikeina.
Etelä-Amerikassa Darwin kaivoi esiin jättimäisten nisäkkäiden fossiileja maakerroksesta, jossa esiintyi paljon nykyaikaisia simpukankuoria. Tämä viittasi siihen, että ”lähiaikoina” oli tapahtunut sukupuutto, jonka oli todennäköisimmin aiheuttanut ilmaston muuttuminen, ruoan hupeneminen tai vihollisten lukumäärän kasvu. Yhden fossiilin hän tunnisti oikein jättiläislaiskiaiseksi ja erään suojakilven palasen Darwin arveli kuuluneen vyötiäisenkaltaiselle eläimelle. Lisäksi hän löysi useita näytteitä tuntemattomista eliöistä. Matkan jälkeen hän sai tietää, että Richard Owen oli havainnut useimpien näytteiden olevan kokoerosta huolimatta hyvin samankaltaisia kuin yhä Amerikassa tavattavat eliöt.
Lyell kritisoi "Principles of Geology" -teossarjansa toisessa osassa voimakkaasti evoluutiota. Hän selitti lajien levinneisyyden ”luomiskeskusten” avulla. Kyseinen teos lähetettiin myös Darwinille. Darwin huomasi, että hänen tekemänsä havainnot olivat ristiriidassa Lyellin argumenttien kanssa. Darwin oli elokuussa 1833 Argentiinassa ollessaan kuullut siellä elävistä kahdesta eri nandulajista. Nandut ovat strutsien tapaan lentokyvyttömiä lintuja. Suuremman nandulajin tiedettiin elävän pohjoisessa ja pienemmän lajin taas etelässä. Ensin Darwin arveli lintujen olevan vain muunnos yhdestä lajista, muttei uskonut niiden olevan kokonaan eri lajeja, kuten myöhemmin ilmeni. Ongelman aiheutti kuitenkin se, että lajit eivät olleet täysin toisistaan eristäytyneitä. Löytyi nimittäin alue, jossa molempien lajien edustajia löydettiin. Nandujen löytö sai Darwinin pohtimaan eläinlajien mahdollisuutta kehittyä uusiksi lajeiksi. Ajatus poikkesi radikaalilla tavalla vallalla olevasta uskomuksesta, että Jumala olisi luonut kaikki maailman lajit.
Kierrellessään Galápagossaarilla vuoden 1835 syys-lokakuussa Darwin havaitsi eri saarten matkijalintulajien nokissa eroavaisuuksia, mutta niiden muut ulkonäölliset piirteet olivat yhdenmukaisia mantereella eläviin matkijalintuihin verrattuna. Vastoin yleistä luuloa, Darwin ei kiinnittänyt huomiota darwininsirkuiksi myöhemmin nimettyjen lintulajien nokkien erilaisuuteen saarilla ollessaan. Tämän huomion hän teki vasta matkan jälkeen Britanniassa. Galápagosilla hän kylläkin kiinnitti huomion eri saarten kilpikonnalajien kilven muotoihin; yhdellä saarella kilpi oli täysin pyöreä, mutta toisella kilvessä oli kaulan kohdalla korkea piikki, joka mahdollisti kaulan kurkottamisen korkealle. Näistä kummastuneena Darwinin päähän juolahti ajatus lajien muuttumisesta pitkien ajanjaksojen aikana. Australiassa Darwin näki rottakengurun ja vesinokkaeläimen. Australian eläimet poikkesivat ulkonäkönsä puolesta niin paljon muista maailman eläimistä, että Darwinin mielestä näytti ikään kuin kaksi erillistä luojaa olisi luonut Maan eliöt.
Järjestellessään muistiinpanojaan paluumatkalla hän kirjoitti, että jos hänen epäilyksensä matkijalinnuista ja kilpikonnista ovat oikeassa, ”se horjuttaa käsitystä lajien muuttumattomuudesta”. Merkinnän jälkeen Darwin pehmensi lausetta lisäämällä ”would” -sanan ("se horjuttaisi käsitystä lajien muuttumattomuudesta"). Lopulta Darwin päätyi kirjoittamaan lauseen "Lajien syntyyn": ”Nämä tulokset näyttivät minusta antavan hieman lisävalaistusta lajien alkuperästä.”
Aiemmalla Beaglen matkalla Tulimaasta oli otettu matkalle mukaan neljä alkuperäisasukasta. Yksi heistä kuoli Englannissa, loput kolme vietiin toisella matkalla takaisin asuinsijoilleen. Heitä oli ”sivistetty” Englannissa noin kahden vuoden ajan. Yksi heistä, Jemmy Button, kertoi avoimesti Darwinille pitävänsä aikaisemmasta elämäntavastaan ja ettei haluaisi enää palata Englantiin. Darwin havahtui näkemään ihmisten väliset erot kulttuureista eikä niinkään roduista johtuvina. Darwin vihasi orjuutta, jota hän näki paljon Etelä-Amerikassa, ja poti huonoa omaatuntoa eurooppalaisten aikaansaamista vaikutuksista Australian aboriginaaleihin ja Uuden-Seelannin maoreihin.
Vielä Darwinin ollessa merellä John Henslow vaali entisen oppilaansa mainetta sallimalla tiettyjen luonnontieteilijöiden pääsyn tutkimaan Darwinin lähettämiä fossiilinäytteitä ja Darwinin geologiaa käsitteleviä kirjeitä. Kun Beagle vihdoin rantautui Britanniaan 2. lokakuuta 1836 oli Darwin jo saavuttanut huomattavaa mainetta tiedepiireissä. Darwin kävi hetimmiten kotonaan Shrewsburyssä tapaamassa sukulaisiaan. Sitten hän kiirehti Cambridgeen tapaamaan Henslow'ta, joka auttoi häntä etsimään luonnontieteilijöitä, jotka voisivat auttaa tunnistamaan ja luetteloimaan Darwinin keräämät näytteet. Henslow lupasi vastaanottaa Darwinin kasvinäytteet. Darwinin isä Robert osallistui omalta osaltaan näytteiden analysointiin järjestämällä näytteiden tutkintaan tarvittavat rahat. Tieteilijän uran noususuhdanteesta innoissaan ollut Darwin kiersi Lontoon tieteellisissä laitoksissa, joissa hän oli suuresti juhlittu hahmo. Samalla hän etsi ammattilaisia, jotka suostuisivat tunnistamaan hänen näytteensä. Eläintieteilijöillä oli jo valmiiksi suuret määrät näytteitä tutkittavana, minkä takia Darwinin näytteet olivat vaarassa jäädä varastotilan täytteeksi.
Darwinin paluusta innostunut Charles Lyell tapasi hänet ensimmäisen kerran 29. lokakuuta 1836. Lyell esitteli hänet anatomian tulevaisuudenlupaukselle Richard Owenille, jolla oli käytettävissä Royal College of Surgeons’in tilat fossiilien tutkimiseen. Owenin tulokset olivat yllättävät. Hän oli tutkinut jättiläislaiskiaisen luita, virtahevon pääkalloa muistuttavaa kalloa, joka kuului jo sukupuuttoon kuolleelle "Toxodon"-jyrsijälle, ja suurikokoisen sukupuuttoon kuolleen "Glyptodon"-vyötiäislajin suojakilven kappaletta. Tulokset olivat samansuuntaisia, kuin Darwin oli jo itse olettanut, mutta näytteet poikkesivat hänen yllätyksekseen suuresti Afrikan vastaavista lajeista. Samankaltaisuutta näkyi enemmän Etelä-Amerikassa elävissä lajeissa.
Joulukuussa 1836 Darwin muutti Cambridgeen, jossa hän alkoi järjestellä kokoelmiaan ja kirjoittaa "Journal"-teosta matkastaan. Samalla hän kirjoitti ensimmäisen tieteellisen artikkelinsa, jossa hän osoitti Etelä-Amerikan maanpinnan kohoavan hitaasti. Lyellin ehdotuksesta Darwin luki artikkelinsa Geological Society of London -seurassa 4. tammikuuta 1837. Vielä samana päivänä hän esitteli nisäkäs- ja lintukokoelmiaan Lontoon eläintieteelliselle seuralle. Darwinin Galápagosin lintunäytteitä tutkinut ornitologi John Gould ilmoitti maaliskuussa 1837 havainnostaan, että Darwinin mustarastaiksi, käpylinnuiksi ja peipoiksi luulemat linnut olivatkin kaikki todellisuudessa peippoja. Gould huomasi suurimman eron lajien välillä olevan niiden nokan muodossa. Darwin oli kuitenkin tehnyt lintujen merkkaamisen puutteellisesti; hän ei tullut ajatelleeksi, että peippolajien asuinsaarilla olisi merkitystä. Hän sai onnekseen nämä ensiarvoisen tärkeät tiedot muilta matkaajilta, jotka olivat myös keränneet näytteitä ja merkinneet näytteet huolellisemmin. 17. helmikuuta 1837 Darwin valittiin "London Geographical Societyn" johtokuntaan.
Matkan jälkeen Darwinin elämä keskittyi Lontooseen, jonne hän myös muutti asumaan ensin veljensä luokse 6. maaliskuuta 1837. Muutamaa viikkoa myöhemmin hän muutti omaan asuntoon 36 Great Marlborough Streetin läheisyyteen. Tuossa vaiheessa Darwin alkoi kyseenalaistaa silloista käsitystä elämän luomisesta. Ajatukset saivat lisäpontta Afrikasta löydetyistä apinafossiileista. Toukokuun alkupäivinä hän ajatteli ensimmäisen kerran, että ihminen olisi kehittynyt apinan kaltaisesta kantaisästä. Ajatustaan hän ei uskaltanut kertoa kenellekään, sillä tuollaiset ajatukset olisi nopeasti tuomittu harhaoppisuudeksi. Lontoossa asuessaan Darwin pääsi Erasmus-veljensä ansiosta tapaamaan ajan muita älymystön edustajia, esimerkiksi deisti Charles Babbagea. Babbage uskoi, että Jumala olisi luonut ensin luonnonlait, jotka myöhemmin muovasivat elämän, ennemmin kuin että Jumala olisi luonut elämän "ad hoc".
John Herschelin esittämää kysymystä elämän alkuperästä alettiin pohtia hyvin laajalla rintamalla tiedepiireissä. Useat lääketieteen edustajat tukivat Robert Edmond Grantin kannattamaa ajatusta lajien transmutaatiosta, mutta monet Darwinin tieteilijäystävät pitivät tätä harhaoppina.
Darwinin liskonäytteet analysoinut eläintieteilijä Thomas Bell onnistui osoittamaan, että Galápagossaarten kilpikonnat kuuluivat saaren alkuperäiseen eliöstöön eikä niitä ollut tuotu merirosvojen mukana, kuten jotkut uskoivat. Vuoden 1837 maaliskuun puoliväliin mennessä Darwin oli vakuuttunut, että saarille saapuneet eliöt olivat alkaneet jostakin syystä kehittyä omiksi lajeikseen. Hän tutki tätä muuntumista yhä tarkemmin tehden samalla muistiinpanoja ”punaiseen vihkoonsa”, jonka hän oli aloittanut jo Beaglella. Hän kävi asiasta myös keskustelua Owenin kanssa. Owenin näkemys asiaan oli, että eliölajeilla oli jonkinlaista ”organisoitumisenergiaa”, joka määritteli sen kuinka paljon laji voi muuntua. Owenin näkemyksen mukaan lajit eivät voineet muuntua paljoakaan. Darwin kertoi hänelle olevansa näkemyksen kanssa samoilla linjoilla periaatteen tasolla, mutta ei nähnyt mitään syytä mikä pysähdyttäisi lajien muuntumisen. Owen kimpaantui, sillä hänestä lajeilla ei ollut mitään syytä muuttua toiseksi. Darwin oppi olemaan puhumatta lajien muuttumisesta.
Heinäkuun puolivälissä 1837 Darwin aloitti salaisen ”B-vihon” eliölajien muuntumisesta. Vihossaan hän pohti neljää kysymystä:
Vihon yksi kohokohta on Darwinin sivulle 36 kirjoittama ”I think” (), jonka alle hän piirsi luonnostelman evoluutiopuusta. Piirros kuvaa sitä, kuinka eri lajeilla on sama kantamuoto, josta ne ovat kehittyneet. Kesän 1837 Darwin vietti pohtien lajien muuttumista, mutta myös sitä kuinka eläin- ja kasvilajit ovat voineet levitä mantereelta läheisille saarille. Mahdollisesti Owenin kanssa käydystä kiistasta saamiensa kokemuksien vuoksi Darwin pystyi keskustelemaan lajien muuttumisesta ainoastaan veljensä kanssa.
Aloittaessaan lajien muuttumisen tutkimisen Darwin alkoi hiljalleen hukkua töihinsä. Jatkaessaan vielä "Journalin" kirjoittamista hän kirjoitti ja julkaisi raportteja kokoelmistaan. Henslow'n ansiosta Darwin sai 1 000 punnan suuruisen avustuksen moniosaisen "Zoology of the Voyage of H.M.S. Beagle" -teoksen kirjoittamista ja julkaisua varten. Darwin alkoi ottaa tavoitteekseen epärealistisia julkaisupäiviä teoksilleen. Darwin viimeisteli "Journalin" noin 20. kesäkuuta 1837, samoihin aikoihin kuin kuningatar Viktoria tuli valtaan Britanniassa. Hän joutui kuitenkin korjaamaan ilmenneitä puutteita julkaisun jälkeen.
Työstä johtuvat paineet varjostivat Darwinin terveyttä. Syyskuun 20. päivänä hän sai ”sydämentykytyksiä”, joiden vuoksi Darwinia hoitanut lääkäri määräsi hänet sairauslomalle. Saatuaan kuukauden mittaisen loman Darwin lähti Shrewsburyyn ja sen jälkeen tapaamaan Maer Hallissa asuvia Wedgwoodin puoleisia sukulaisiaan. Nämä olivat tosin niin kiinnostuneita kuulemaan Darwinin matkan käänteistä, etteivät ymmärtäneet antaa Darwinin levähtää. Darwinia yhdeksän kuukautta vanhempi serkku Emma Wedgwood, joka hoiti vammaista tätiään, oli myös paikalla. Emmaan Darwin kiinnitti erityistä huomiota juuri tuolla kerralla. Darwinin setä Josiah Wedgwood II halusi näyttää Darwinille maapalaa, jossa tuhkaa oli hävinnyt savimaan alle. Hän arveli kastematojen olevan tämän taustalla, ja ajatteli ilmiön kiinnostavan luonnontieteilijän uran luonutta Darwinia. Tämä todella kiinnostui aiheesta jopa niin paljon, että ilmoitti pitävänsä luennon siitä Lontoon geologiselle yhdistykselle. Se oli samalla ensimmäinen esitelmä kastematojen vaikutuksesta maaperän muotoutumiseen. Lomansa jälkeen Darwin palasi työnsä ääreen ja julkaisi "Zoology"-kirjasarjan ensimmäisen osan helmikuussa 1838.
William Whewell ehdotti Darwinille, että hän ottaisi Lontoon geologisen yhdistyksen sihteerin tehtävät vastaan. Darwin tiesi, ettei hänen kannattaisi ottaa kontolleen enää lisätöitä, olihan hän jo ryhtynyt Lontoon entomologisen seuran varapuheenjohtajaksi. Vähän ajan kuluttua Darwin tuli toisiin ajatuksiin ja otti viran vastaan. Tehtävät alkoivat maaliskuussa 1838.
Darwinilla oli paljon tehtävää matkaraporttien kirjoittamisessa, mutta hän oli samalla onnistunut etenemään tutkimuksissaan lajien muuttumisesta. Tässä vaiheessa tieto Darwinin ajatuksista eliöiden muuntumisesta tuli hieman laajempaan tietoon. Toiset luonnontieteilijät hyljeksivät tämän takia häntä. Darwin spekuloi kirjoituksissaan myös ajatuksella, että ihminenkin kuuluisi muiden eliöiden tavoin yhtenä osana hänen teoriansa piiriin. Ajatus sai nostetta, kun hän huomasi käydessään 28. maaliskuuta 1838 eläintarhassa erään apinan käyttäytyvän lapsimaisesti. Tämäkin ajatus, että kaikki eliölajit ovat tasavertaisia keskenään – niin madot kuin ihminenkin – poikkesi dramaattisella tavalla muiden aikalaisten näkemyksestä ihmisestä ”luomakunnan kuninkaana”. Tämä osoittaa, että Darwin ymmärsi jo tuossa vaiheessa, ettei kehittymistä ohjaavalla luonnonlailla ollut mitään erityistä päämäärää, joten muita paremmasta eliölajista olisi mieletöntä puhua. Ongelma oli vain, mikä tämä luonnonlaki oli.
Maaliskuussa 1838 Darwin aloitti ”C-vihkonsa”, jossa hän jalosti B-vihossaan esittämiä ajatuksia ja pani muistiin tekemiään uusia havaintoja. Tutkimusten edetessä myös Darwinin sukulaiset ja heidän lapsensa, perheen hovimestari, naapurit, entiset retkiystävät, luonnontieteilijät ja käytännön kokemusta omaavat henkilöt, kuten esimerkiksi maanviljelijät sekä pulun- ja koirienkasvattajat, pääsivät mukaan. Maineensa menettämisen pelossa Darwin teki keväällä 1838 päätöksen, ettei julkaisisi ajatuksiaan vielä pitkään aikaan. Tämä päätös myös piti, sillä vasta 21 vuotta myöhemmin "Lajien synty" julkaistiin.
Rasituksen vuoksi Darwinin terveys heikkeni uudelleen, mutta nyt entistä pahemmin. Kesällä hän vietti sairasvuoteella useita päiviä päänsäryn, sydänoireiden ja mahakipujen takia. Koko Darwinin loppuelämän ajan kivut toistuivat yhä uudelleen ja uudelleen tehden hänestä ajoittaisesti työkyvyttömän. Sairastelua esiintyi erityisesti stressitilanteissa, esimerkiksi kun hän myöhemmässä elämässään joutui puolustelemaan teoriaansa. Darwinin potemasta sairaudesta ei koskaan pystytty tekemään kunnollista diagnoosia, ja yritykset hoitaa sitä jäivät heikonlaisiksi. Myöhemmin sairautta on yritetty selvittää, ehdokkaina ovat olleet Chagasin tauti, joka voisi olla peräisin Etelä-Amerikan ajoilta, ja Ménièren tauti. Myös psykologisia tauteja on ehdotettu. Kesäkuun 23. päivänä vuonna 1838 hän vihdoin otti lomaa ja matkusti Skotlantiin. Siellä hän ei vain makoillut vaan vietti runsaasti aikaa geologisten tutkimusten parissa. Näitä tutkimuksia hän suoritti esimerkiksi Glen Royssa, jossa hänen kiinnostuksensa kohteeksi nousivat kuuluisat tien kaltaiset muodostumat ("Parallel Roads").
Darwin palasi lomaltaan Shrewsburyyn heinäkuussa. Kirjoittaessaan päivittäisiä muistiinpanojaan eläinten lisääntymisestä (D-vihko, lajien muuntumista hän jatkoi M-vihossa) hän raapusteli ylös ajatuksia tulevaisuuden suunnitelmistansa. Hän otti esiin kaksi paperia, joihin hän kirjoitti otsikoiksi ”Naimisiin” ja ”Ei naimisiin” (). Avioliiton etuihin Darwin katsoi kuuluvan ”jatkuva seura ja ystävä vanhuuden päiville … mikä on joka tapauksessa parempi kuin koira”. Avioliiton haittapuolina olivat taas, että ”rahaa jää vähemmän kirjoihin”, ja se on ”kamalaa ajanhaaskuuta”.
Darwin oli ihastunut serkkuunsa Emmaan. Hän kertoi ajatuksistaan isälleen, minkä jälkeen hän kävi vierailulla Emman luona 29. heinäkuuta vuonna 1838. Darwin ei löytänyt aikaa kosimiselle, vaikka serkukset viettivät paljon aikaa yhdessä ja kävivät erittäin läheisen keskustelun. Sen sijaan Darwin kertoi vastoin isänsä neuvoa omista tutkimuksistaan, joiden vuoksi hänen uskonnolliset näkemyksensä olisivat ”poikkeavat”. Robert Darwin tiesi, että Wedgwoodit olivat Darwineita huomattavasti uskonnollisempia – etenkin suvun naiset – joten hän pelkäsi Charlesin ja Emman erilaisten näkemysten nousevan niin suureksi esteeksi, ettei avioliitto olisi mahdollinen.
Darwin tutustui lokakuussa 1838 Lontoossa asuessaan Malthusin "An Essay on the Principle of Population" -teokseen. Siinä Malthus ennusti väestönkasvun johtavan ravinnon vähentymiseen henkeä kohden ja laski, että ihmispopulaatio voisi kaksinkertaistua 25 vuoden välein. Malthus huomautti kuitenkin, että käytännössä kasvunopeus ei voi olla näin suuri koska kuolema, taudit, sodat ja nälänhätä hidastavat tehokkaasti kasvunopeutta. Malthus uskoi, että kaikkein heikoimmat kuolivat taisteltuaan olemassaolonsa puolesta.
Darwin uskoi tämän pätevän myös kasveihin, jotka kilpailevat keskenään elintilasta. Tämä selitti sen, miksi kasvilajien lukumäärä pysyi jatkuvasti jotakuinkin vakaana. Darwin katsoi, että koska lajien lisääntyminen riippui käytettävissä olevista resursseista, niin parhaiten olosuhteisiin sopeutuneet lajit tuottaisivat enemmän jälkeläisiä kuin huonommin sopeutuneet. Tämä taas johtaisi tiettyjen ominaisuuksien yleistymiseen ja niiden yksilöiden vähenemiseen, joiden ominaisuudet ovat heikommat. Lopputuloksena tästä olisi uusi eliölaji. Syyskuun lopulla hän kirjasi tämän huomion ylös kuvaillen sitä tietynlaisena kiilana, joka pakottaa kelpoisimmat ominaisuudet yleistymään ja heikoimmat ominaisuudet lopulta häviämään. Tätä teoriaa hän kehitteli eteenpäin E-vihossaan, ja M-vihon aiheita hän jatkoi N-vihossaan.
Darwin palasi 11. marraskuuta takaisin Maeriin ja rohkeni nyt kosia Emmaa, joka vastasi myöntävästi. Molempien suvuissa oltiin iloisia tulevasta liitosta. Charles ja Emma saivat erittäin suuret myötäjäiset, Emman isä Josiah Wedgwood II antoi 5 000 punnan lahjan ja Charlesin isä Robert antoi 10 000 puntaa, joka oli tarkoitettu tuottavasti investoitavaksi hääparin hyväksi. Tuon ajan varakas pankkiiri ansaitsi vuodessa 10 000 puntaa ja lääkäri tai juristi 1 500 puntaa. Darwin sai siis nopeasti pienen omaisuuden, mikä mahdollisti antautumisen palkattomaan tieteellisen tutkimustyöhön.
Seuraavassa kirjeessään Emma kiittelee Darwinin avoimuutta, mutta esittää hurskaan anglikaanisen kasvatuksen johtaneen hänet pelkäämään, että hänen virheensä voisivat vaarantaa hänen mahdollisuutensa kuolemanjälkeiseen elämään. Darwin etsi nuorelle parille uutta kotia ja löysikin sellaisen 12 Upper Gower Streetiltä. Häitä suunniteltiin 24. päivälle tammikuuta 1839, mutta Wedgwoodit pyysivät lykkäystä. Darwinillekin löytyi tuolle päivälle muuta ohjelmaa, sillä hänet valittiin tuolloin brittiläisen tiedeyhteisön Royal Societyn jäseneksi.
Häät onnistuttiin pitämään viiden päivän lykkäyksen jälkeen Maerissa Pyhän Pietarin kirkossa anglikaanisin seremonioin, mikä sopi mainiosti Darwinin ja Wedgwoodien sukujen unitarianistisille jäsenille. Häiden jälkeen tuore aviopari kiirehti Lontooseen vievään junaan päästäkseen uuteen kotiinsa. Häävieraat oudoksuivat tällaista hätäilyä. Selityksenä saattaa olla, että Darwinille oli näihin aikoihin kehittynyt pelko olla pitkiä aikoja suuressa väkijoukossa.
Darwin oli nyt rakentanut teorian luonnonvalinnasta, jota hän tulisi seuraavina vuosina tutkimaan ”pääharrastuksenaan”. Darwin laajensi tutkimuksiaan karjanhoitoon ja laajamittaisiin kasvitutkimuksiin. Nämä tutkimukset olivat kuitenkin vielä vuosikymmenen ajan taka-alalla suhteessa toisiin töihin. Kesällä 1839 hän lopetti hetkeksi lajien muuntumisen parissa työskentelyn ja jatkoi "The Structure and Distribution of Coral Reefs" -kirjansa kirjoittamista. Samanaikaisesti Darwin teki päätöksen, ettei julkaisisi mitään vihkoihinsa keräämiään ajatuksia. Yksi oleellisimmista syistä oli Darwinin pelko, että näitä tekstejä tultaisiin käyttämään apuna ateistisissa tarkoitusperissä.
Alkutalvesta 1840 Darwin kärsi pahoinvoinnista, vatsaongelmista, sydänkivuista ja migreenistä. Sairautensa vuoksi Darwin vetäytyi syrjemmälle ja hänestä tuli entistä erakoituneempi. Oireet vaivasivat vielä keväälläkin, joten hän haki apua isältään. Shrewsburyyn saavuttuaan hän pyysi isäänsä diagnosoimaan häntä riivaavan sairauden. Nytkään ei sairautta eikä sen syytä saatu selvitettyä. Loppuvuosi 1840 kului Darwinilta sairasvuoteessa, teoriaansa hän ei juurikaan saanut kehiteltyä eteenpäin. Iloa Darwinin elämään pilkahti vuoden 1841 toisena maaliskuun päivänä, kun hänestä tuli jo toisen kerran isä.
Darwin yritti hakea apua terveyteensä maaseudulta, mutta huonoin tuloksin. Maaseudun ilmastolla ajateltiin tuolloin olevan parantavia vaikutuksia. Syyskuussa vuonna 1842 hän muutti perheineen Lontoosta Kentissä sijaitsevaan entiseen pappilaan. Talo tunnetaan Darwinien sille antamalla nimellä Down House. Muuton jälkeen taloa alettiin remontoida. Darwin eli jokseenkin epävarmaa aikaa. Hän oli toisaalta kirjoittanut 35-sivuisen luonnostelman luonnonvalinta- ja evoluutioteoriasta, mutta toisaalta hän laati 6-kohtaisen luettelon syistä, miksei hänen kannattaisi sitä julkaista. Kohtina olivat mm.:
Loppuvuonna 1843 Darwin kysyi uutta ystäväänsä Joseph Dalton Hookeria tutkimaan Tulimaasta kerättyä kasviaineistoa. Hooker oli innoissaan mahdollisuudesta ja suostui mielellään. Hänen työllään oli kauaskantoisia seurauksia. Sen myötä Darwin vakuuttui vihdoin lajien muuttumista koskevien teorioiden olevan kehityskelpoisia. Darwin suostui vähitellen puhumaan avoimemmin asiasta muiden luonnontieteilijöiden kanssa. Tämä oli merkittävä suunnan muutos, vaikka Darwin ei ollut varma, olisiko hän enää edes elossa teoksen julkaisun aikaan.
Darwin osasi pelätä terveytensä romahtamista. Sen vuoksi hän kirjoitti vaimolleen kirjeen, jossa hän pyysi säästämään 400 puntaa kirjoituksen painattamista ja julkaisua varten. Darwin pohti tekstin muokkaajan palkkaamista. Parhaimpina vaihtoehtoina olivat Charles Lyell, Edward Forbes ja John Henslow. Aiemmin keväällä hän oli uskonut 189-sivuisen luonnostelmansa downelaisen opettajan muokattavaksi. Syksyyn mennessä luonnos oli kasvanut 231-sivuiseksi, ja Darwin uskalsi ensi kertaa näyttää sitä Emma-vaimolleen. Toisin kuin hän aluksi pelkäsi, Emma suhtautui teoriaan pääpiirteissään myönteisesti, mutta silti hieman varautuneesti.
Darwin järkyttyi pahasti huomattuaan Robert Chambersin julkaisseen vuonna 1844 anonyyminä "Vestiges of the Natural History of Creation" -teoksen, jossa kirjoittaja käytti useita samoja perusteluita kuin hän. Kirjoittaja ei kylläkään kieltänyt luomiskäsitystä, minkä vuoksi teos jäi muiden vastaavien julkaisujen tapaan unohduksiin. Kirja oli selvästi amatöörimäisesti kirjoitettu, mutta se sai keskiluokan kiinnostumaan eliölajien muuttumisesta. Samalla se pohjusti tietä Darwinin julkaisulle, mutta muistutti Darwinia, että hänen tulisi vielä tarkistaa käyttämiensä argumenttien todellisuuspohja. Vuonna 1847 Darwinin hyvä ystävä Joseph Dalton Hooker lupasi oikolukea Darwinin kirjoituksen. Darwin sai samalla kriittistä palautetta teoriaansa kohtaan.
Bartholomew Sulivan, eräs Beaglella ollut matkatoveri, suositteli Darwinille tohtori James Gullyn Great Malvernissä sijaitsevassa kylpylässä käymistä. Sulivanin mukaan se saattaisi parantaa Darwinin terveydentilaa. Darwin oli ollut niin sairas, ettei päässyt edes isänsä hautajaisiin. Käytyään vesiterapiassa Darwin huomasi sen todella auttavan. Hän piti terapiaa niin tehokkaana, että rakennutti oman altaan takapihalleen. Allasta joutui pian käyttämään Darwinin tytär Anne, kun hän sairastui ja Darwin halusi kokeilla vesiterapian vaikutusta tytön terveyteen. Se näytti helpottavan tilannetta, muttei kestänyt kauankaan, kun Annien terveys taas romahti. Nyt Darwin vei hänet Gullyn kylpylälle. Hoidot tuntuivat taas tepsivän, mutta huhtikuussa sairaus otti Anniesta otteen, ja tämä menehtyi. Menetys oli Darwinille todella suuri.
Kahdeksan vuoden siimajalkaisten tutkimisen tuloksena Darwin löysi eliöiden välillä anatomisia yhtäläisyyksiä. Tämä oli vahva todiste Darwinin työstämälle teorialle. Royal Society huomioi Darwinin geologiset saavutukset kultamitalilla vuonna 1853, mikä oli suuri huomionosoitus yhteisöltä. Sen myötä Darwinin maine biologina lähti jyrkkään kasvuun. Darwin palasi teoriansa pariin uudelleen vuonna 1854.
Darwin leikitteli teoriallaan asettamalla sen teollisen vallankumouksen metaforaksi. Hän näki, että eliölajipopulaatiot teollisuuden tapaan kasvoivat ja erikoistuivat. Siinä missä luonnossa työntävänä voimana oli luonnonvalinta, olivat teollisuudessa voimana markkinat. Darwin katsoi tähän perustuen luonnon olevan eräänlainen ”suuri tehdas”. Tätä metaforaa ei koskaan julkaistu, koska Darwinin mielestä se tukeutui enemmän taloustieteellisiin seikkoihin kuin puhtaaseen tieteeseen.
Eliölajien levittäytymisessä oli yhä ongelmia. Darwin pohti, miten jotkin eliölajit levittäytyvät mantereilta saarille tai jopa mantereelta toiselle. Enemmän häntä mietitytti ensin mainittu tilanne. Tuon ajan selitysehdotus tälle oli Edward Forbesin ”uponnut maasilta”. Darwinia tällainen hypoteesi ei miellyttänyt, joten hän otti ongelman ratkaistavakseen. Hän ehdotti kasvien ja eläinten pystyvän ”kellumaan” alueelta toiselle. Testatakseen ajatusta Darwin laittoi vesiastiaan kasvilajien siemeniä kuukausien ajaksi ja testasi, olisivatko siemenet vielä kasvukelpoisia. Brittiluonnontieteilijöiden yllätykseksi siemenet todella orastivat.
Tuloksesta innostuneena Darwin lähetti kirjeitä saarilla asuville ihmisille kysyäkseen, havaitsivatko he merenrannan läheisyydessä mitään kasvilajeja, jotka eivät kuulu saaren alkuperäiseen kasvistoon. Yllätyksekseen hän sai vastauksia, joiden mukaan jotkin kasvilajit olivat vaeltaneet tuhansien kilometrien pituisia matkoja. Brittiläiset merimiehet onnistuivat vahvistamaan, että myös eläimet siirtyivät hieman vastaavalla tavalla merien halki. Ajan yleiseen näkemykseen oli kuulunut, että eliölajit pysyivät samalla elinalueella eikä muuttoliikettä juurikaan tapahdu.
Charles Lyelliä kiehtoivat suuresti Darwinin spekulaatiot, joskaan hän ei tuntunut ymmärtävän asian todellista laajuutta. Hän huomasi myös yhtäläisyydet Darwinin teorian ja Alfred Russel Wallacen "On the Law which has Regulated the Introduction of New Species" -teoksessa esittämän teorian välillä. Lyell kehotti Darwinia julkaisemaan teoriansa pikimmiten, jotta hän säilyttäisi edelläkävijän aseman aiheessa. Darwin ei nähnyt Wallacessa todellista uhkaa, mutta alkoi kirjoittaa aiheesta lyhyehköä artikkelia. Tyydyttävien vastausten löytäminen vaikeisiin kysymyksiin keskeytti hänen työskentelynsä jatkuvasti. Samalla lyhyen artikkelin kirjoittaminen näytti erittäin vaikealta, joten suurehkon teoksen kirjoittaminen vaikutti paremmalta valinnalta. Toisaalta hän pelkäsi teoksen paisuvan niin suureksi, ettei kukaan jaksaisi kiinnittää siihen huomiota – saati sitten lukea sitä. Teoksen nimeksi hän kaavaili "Natural Selection" ().
Työssä auttoi suuresti Darwinin laaja kirjeenvaihtoverkosto, johon kuului myös Borneolla luonnontieteellisten näytteiden kerääjänä toiminut Wallace. Darwin sai Wallacelta kirjeen joulukuussa 1857. Siinä Wallace uteli Darwinilta, aikoisiko tämä tulevassa teoksessaan käsitellä ihmisen alkuperää laisinkaan. Darwin vastasi, että hän varoo koskemasta aiheeseen sitä verhoavien suurten ennakkoluulojen vuoksi. Kirjeessään Darwin rohkaisee kollegaansa teorisointiin, millä hän ilmeisesti tarkoitti rohkeaa oman ajatuksen käyttöä, vaikka ne olisivatkin yleisen käsityksen vastaisia. Darwin kuitenkin muistutti Wallacea siitä, että tulisi tutkimuksissaan menemään paljon syvemmälle kuin tämä().
Darwin oli ehtinyt vasta puoleenväliin kirjoituksissaan, kun hän vastaanotti 18. kesäkuuta 1858 Wallacen hänelle arvioitavaksi lähettämän käsikirjoituksen luonnonvalinnasta. Darwin oli järkyttynyt. Huomion arvoista on, että vaikka teorioilla onkin keskenään useita samanlaisia piirteitä, niin joissakin kohdissa ne poikkesivat toisistaan paljonkin. Wallace esimerkiksi sekoitti moraalin osaksi luonnonvalintaa, ja hänen mukaansa yhteistyö auttoi lajeja kehittymään. Darwinin mielestä kehittymisen taustalla taas oli keskinäinen kilpailu. Samaan aikaan Darwin ja hänen perheensä olivat vaarassa, kun kylän lapsia kuoli tulirokkoon. Darwin antoi tämän vuoksi asiat Lyellin ja Hookerin kontolle. He olivat yksimielisiä siitä, että sekä Darwinin että Wallacen tekstien perusteella tulisi pitää yhteisesitys Linnean Societyssa kokouksessa 1. heinäkuuta 1858. Esitys kantoi nimeä "On the Tendency of Species to form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Means of Selection". Darwinin poika kuoli tulirokkoon, mistä järkyttyneenä hän kieltäytyi osallistumasta tilaisuuteen. Myöskään Wallace ei ollut paikalla vaan toisella puolella maapalloa eikä tiennyt tilaisuuden järjestämisestä mitään. Tilaisuudessa luettiin otteita Darwinin vuoden 1844 käsikirjoituksesta ja Darwinin kirje Asa Graylle syksyltä 1857, joissa hän hahmottelee luonnonvalintateorian, sekä Wallacen Darwinille lähettämä käsikirjoitus. Tässä tilaisuudessa kerrottiin ensi kertaa julkisesti Darwinin ja Wallacen ajatuksista luonnonvalinnasta. Tilaisuudessa tunnelma oli jännittynyt ja hiljainen. Tilaisuudessa luetut tekstit painettiin nopeasti, 20. elokuuta 1858, julkaisussa "Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London, Zoology 3".
Lajien muuntumisesta pidetty esitys sai loppujen lopuksi melko vähän huomiota osakseen. Linnean Societyn puheenjohtaja Thomas Bell, joka toimi myös 1. heinäkuuta 1858 pidetyn esitelmäkokouksen puheenjohtajana, totesi vuosiraportissaan toukokuussa 1859, "ettei menneenä vuonna ollut tapahtunut mitään suurempia tieteellisiä löydöksiä, jotka heti mullistavat, niin sanoakseni, sen tieteenalan jota ne koskevat". Dublinissa työskennellyt professori Haughton taas suhtautui uusiin ajatuksiin kriittisemmin. Hänen mukaansa Darwinin kyseisessä tekstissä ”kaikki uusi oli valetta ja se mikä oli totta, oli jo ennestään tiedossa.” Darwin ryhtyi 20. heinäkuuta 1858 kirjoittamaan lyhennelmää, "abstraktia" kuten hän sanoi, suunnittelemastaan suuresta kirjasta, mutta työntekoa häiritsi merkittävästi hänen potemansa sairaus. Tästä lyhennelmästä oli tuleva "Lajien synty". Käsikirjoituksen 155 000 sanan ydin valmistui maaliskuussa 1859. Lyell sai kustantaja John Murrayn lupautumaan julkaisemaan Darwinin käsikirjoituksen. Darwin päätti teoksen korrehtuurien oikolukemisen 1. lokakuuta 1858, alle 15 kuukautta varsinaisen kirjoitustyön aloittamisen jälkeen.
"On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or The Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life" (eli "The Origin of Species", ) osoittautui yllättävän suosituksi. Teosta painettiin 1 250 kappaletta ja se toimitettiin kauppoihin 22. marraskuuta 1859. Julkaisu tapahtui kaksi päivää myöhemmin, ja 15 šillingin hintaiset kirjat myytiin jo ensimmäisenä myyntipäivänä loppuun. Darwin käytti paljon tilaa teoksensa loppuosassa tekemiensä havaintojen ja päätelmiensä kuvailemiseen. Hänen tarkoituksenaan oli kumota mahdolliset vastaväitteet. Darwinin ainoa viittaus ihmisen kehitykseen teoksessa on varovainen ilmaisu ”light will be thrown on the origin of man and his history”. Jo teoksen toimituspäivänä Darwin aloitti teoksen toisen laitoksen kirjoittamisen. Joulukuun alussa Darwin sopi John Murrayn kanssa toisen laitoksen painattamisesta. Saksankielinen käännös oli myös työn alla. Toisesta laitoksesta oli tarkoitus painattaa suurempi erä, 3 000 kappaletta.
Vuoden 1859 joulukuun loppupuolella varakreivi Palmerston ehdotti kuningatar Viktorialle Darwinin lyömistä ritariksi. Ehdotus kumottiin pian esittämisen jälkeen, sillä Darwinin ajatusten kiivas vastustaja piispa Wilberforce ei halunnut Darwinin aatelointia.
Suuri yleisö kiinnostui Darwinin teoriasta "Lajien synnyn" myötä. Mielenkiintoista kuitenkin oli se, etteivät tiedepiirien ulkopuoliset tahtoneet ymmärtää ollenkaan Darwinia. He eivät ymmärtäneet kuinka luonnonvalinta oikeastaan toimii, vaan uskoivat Jumalan tekevän ”valinnat”. Tiedepiireissä sen sijaan syntyi sitä vastoin kiivas taistelu. Darwinin terveys oli tuossa vaiheessa jo niin heikko, ettei hän halunnut itse osallistua kiistoihin. Darwin seurasi silti erittäin tarkasti kiistaa leikellen talteen lehtien arvostelut, artikkelit, satiirikirjoitukset, parodiat ja pilapiirrokset. Aktiivisin teorian puolestapuhuja oli Thomas Huxley. Hän jopa osoitti ihmisen polveutuvan apinasta, mikä oli ennenkuulumatonta tuohon aikaan. Tästä syystä kriittisimmät arvostelijat keksivät nopeasti käyttää apinasta polveutumista pilapiirroksissa ja satiirisissa kirjoituksissa. Darwin ei ollut julkaisuissaan kuitenkaan väittänyt ihmisen ja apinan välillä olevan yhteyttä. 
Darwinin näytteitä tutkinut Richard Owen asettui Darwinin teoriaa vastustavien puolelle, minkä johdosta hänkin sai kritiikkiä osakseen esimerkiksi Huxleyltä. Englannin anglikaanisen kirkon tieteellisten laitosten edustajat, mukaan luettuina Darwinin Cambridgen vuosien ohjaajat Sedgwick ja Henslow, asettuivat Darwinia vastaan. Nuorempi luonnontieteilijäsukupolvi sitä vastoin suhtautui myötämielisesti Darwinin teoriaa kohtaan. Planckin periaatteen mukainen tilanne oli siis vallalla. Englannin, ja muidenkin maiden, kirkko löysi helposti puolensa darwinismin vastustajana.
Kaikkein kuuluisin väittely darwinismin – termiä käytti ensimmäisenä Huxley huhtikuussa 1860 "Westminster Journal" -lehdessä – ja luomisopin välillä käytiin vuonna 1860 Oxfordissa British Association for the Advancement of Sciencen kokouksessa, jonka puheenjohtajana oli John Stevens Henslow. Newyorkilainen professori John William Draper avasi tilaisuuden pitämällä pitkän luennon darwinismista ja sen mahdollisesta vaikutuksesta yhteiskunnalliseen kehitykseen. Paikalle oli kerääntynyt arviolta 700–1000-päinen yleisö. Draperin jälkeen Samuel Wilberforce, Oxfordin piispa, aloitti oman 30-minuuttisen Darwinin vastaisen puheensa. Kesken puheen Robert FritzRoy nousi pystyyn Raamattu kädessään ja käski yleisön seurata Raamatun sanaa.
Tunnelma alkoi kiristyä, kun molemmat puolet saivat kannattajia. Seuraavaksi Joseph Dalton Hooker hyökkäsi Wilberforcea vastaan väittäen, ettei Wilberforce ollut koskaan edes lukenut Darwinin "Lajien syntyä" ja että hänen tietotasonsa kasvitieteestä oli täysin olematon. Hookerin tueksi nousi Thomas Huxley, jolla oli maine ”Darwinin bulldoggina”. Keskustelun edetessä kumpikaan puoli ei tuntunut pääsevän niskan päälle. Tilaisuudessa monet saivat puheenvuoron. Se venyikin nelituntiseksi ja ilmapiiri oli hyvin jännittynyt, erään naisen tiedetään pyörtyneen kesken kaiken. Väittely eteni kuuluisaan puheenvuoroon, jossa Wilberforce tiedusteli Huxleyltä: ”Katsooko herra Huxley olevansa enemmän isoisän vai isoäidin puolelta sukua apinalle?” Saman tarinan mukaan Huxley vastasi, että hän on ”mieluummin sukua apinalle, kuin sivistyneelle miehelle, joka käyttää kulttuurilliset ja kaunopuheiset lahjansa valheen palvelemiseen.” Tällä Huxley viittasi Wilberforcen piispuuteen. Tilaisuuden loputtua molemmat osapuolet väittivät selviytyneensä voittajana.
Huxley ja muutamat muut tieteilijät ostivat tammikuussa 1861 brittiläisen tiedelehti "Natural History Review`n", josta he tekivät darwinismin äänitorven. Lehden ensimmäisessä numerossa Huxley kirjoittaa ihmisen ja apinoiden samankaltaisista piirteistä. Huxley lähetti kopion numerosta Wilberforcelle ihan vain päästäkseen piikittelemään. Seuraavien kuukausien aikana Huxley käytti aikansa ”darwinistisen ilosanoman” levittämiseen työväelle. Ihmisen ja apinan sukulaisuus vetosi hyvin työväenluokkaan. Huxley vaikutti myös siihen, että naturalistit tutkivat entistä kiinnostuneempina ihmisen historiaa ja alkuperää.
Darwinin vastustus ei jäänyt vain sanallisiin väittelyihin, vaan häntä vastaan löydettiin tieteellisiä todisteitakin. Vaikuttavimmasta todisteesta vastasi brittifyysikko lordi Kelvin, jonka termodynaamiset tutkimukset osoittivat maapallon olleen jossakin vaiheessa todella kuuma paikka, niin kuuma ettei elämää voisi muodostua. Aiemmin maapallon ikää oli laskettu Raamatusta saatujen tietojen pohjalta, mutta ensi kertaa vuonna 1862 lordi Kelvin päätti laskea sen riippumatta Raamatusta. Hän nojasi edellä mainittuun tulokseen ja siihen, että Maa viilenisi hiljalleen lämmön karatessa avaruuteen. Ratkaisuksi hän sai 24–400 miljoonaa vuotta. Se poikkesi huomattavasti Raamatusta ennustetusta 6 000 vuodesta mutta tuotti ongelmia myös Darwinin teorialle, sillä tämän mukaan Maan iän pitäisi olla huomattavasti suurempi. Lordi Kelvinin laskut olivat puutteelliset, sillä hän ei huomioinut maapallon sisällä tapahtuvaa radioaktiivista hajoamista, joka tuottaa jatkuvasti uutta lämpöenergiaa. Tuohon aikaan radioaktiivisuutta ei vielä tunnettu.
Darwinia huolestutti seikka, ettei hänen evoluutioteoriaansa tukevia fossiililöytöjä ollut löydetty. Hän kuitenkin jaksoi uskoa tällaisten välimuotofossiilien vielä jonakin päivänä löytyvän. Kauan Darwinin ei tarvinnut odottaa, sillä jo vuonna 1863 löytyi Saksasta yksi "Archaeopteryx"-lajin fossiili ja myöhemmin löytyi vielä toinen vastaava fossiili. Näillä linnunkaltaisilla eläimillä oli tiettyjä piirteitä, joita ei löydy linnuilta mutta liskoilta kylläkin. Tällaisia piirteitä ovat esimerkiksi hampaat ja luinen häntä.
Darwinin teoria herätti vastustusta etenkin uskonnollisissa piireissä paitsi Britanniassa niin myös ympäri maailmaa. Esimerkiksi Suomessa aiheesta keskusteltiin jo vuonna 1861. Kaikissa uskonnollisissa piireissä evoluutioteoriaa tai luonnonvalintateoriaa ei hyväksytä vieläkään, mutta esimerkiksi katolisen kirkon entinen paavi Johannes Paavali II ilmoitti vuonna 1996 hyväksyvänsä evoluutioteorian pääpiirteissään selittävänä tekijänä elämän muodostumiselle Maahan.
Vaikka Darwin ei suoranaisesti osallistunut kiistoihin sairautensa takia, tuki hän omia tukijoitaan laajan kirjeenvaihtoverkostonsa kautta. Yhdysvalloissa häntä tuki esimerkiksi kasvitieteilijä Asa Gray, joka omalta osaltaan oli kehittämässä Darwinin teoriaa.
Vaikka Darwin kärsi jaksoittaisesta sairastelusta viimeiset 22 elinvuottaan, ei se estänyt häntä jatkamasta työntekoa. Hän sai valmiiksi lyhennelmän teoriastaan, mutta erimielisyydet kirjan tiimoilta eivät ottaneet laantuakseen. Väittelyissä esille nousseet kysymykset ihmisen alkuperästä ja mielen kehityksestä olivat vielä vailla vastausta. Darwin jatkoi tutkimuksiaan näiden ongelmien parissa.
Darwinin tyttären sairastuttua hän jätti taimien ja kotieläinten tutkimukset syrjään viedäkseen tyttärensä merikylpylään tervehtymään. Siellä hän kiinnitti huomionsa kämmekkäkasveihin. Hän vietti tunteja tutkien hyönteisten pölytystä. Pian hän keksi, että vain tietyt hyönteiset suostuvat pölyttämään vain tiettyjä kämmekkäkasvilajeja. Syytä hän ei vielä keksinyt, mutta sen selvittämiseksi hän aloitti kämmekkäkasvien kasvattamisen kotipuutarhassaan. Viktoriaanisella ajalla kämmekkäkasvit olivat todellinen muotivillitys Britanniassa. Kun sana kiersi Darwinin tutkivan kämmekkäkasveja, tuli ympäri maata niin paljon näytteitä, että Darwin oli hukkua niihin. Koko aihe oli Darwinin mielestä niin lumoava, ettei hän voinut olla kirjoittamatta siitä kirjaa. Sitä ennen hänen oli kuitenkin keksittävä yhteys hyönteisten ja kämmekkäkasvien välillä. Kirja julkaistiin nimellä "On the Various Contrivances by which British and Foreign Orchids are fertilized by Insects". Siinä Darwin kertoo keksineensä kukkien kauniiden värien ja pölytyksen välisen yhteyden.
"Variation of Plants and Animals Under Domestication" oli ensimmäinen osa Darwinin ”isoa kirjaa”, jonka ”lyhennelmä” hänen 500-sivuinen "Lajien synty" -teoksensa oli ollut. Se kuitenkin paisui kaksiosaiseksi, mikä pakotti Darwinin jättämään ihmisen evoluution ja seksuaalivalinnan toistaiseksi vaille käsittelyä. Darwinin kasvitieteelliset tutkimukset huipentuivat "The Power of Movement in Plants" -teokseen, jossa hän tutkii viiniköynnöskasvien liikettä, lihansyöjäkasveja, risti- sekä itsepölytyksen vaikutuksia kasveihin sekä kasvien kukkien eri muotojen vaihtelevuutta saman lajin sisällä.
Darwinia tukeneet radikaalit luonnontieteilijät muodostivat ryhmittymän kirkon oppeja vastaan 3. marraskuuta 1864. Ryhmittymän nimeksi tuli X Club, ja sen jäseniin kuului yhdeksän henkilöä: Joseph Hooker, Thomas Huxley, William Spottiswoode, Edward Frankland, John Tyndall, George Busk, John Lubbock ja Herbert Spencer. Darwin itse ei osallistunut liikkeen toimintaan. Vielä saman kuun lopussa Darwin palkittiin Copley-mitalilla, joka on korkea-arvoisin Royal Societyn jäsenilleen myöntämä palkinto. Mitalin myöntäminen juuri Darwinille aiheutti paljon vihantunteita varsinkin vanhemmissa jäsenissä. X Clubilla oli kuitenkin paljon vaikutusvaltaa Royal Societyssä.
"Lajien synnyn" julkaisun jälkeen niin Darwinin kannattajat kuin vastustajatkin kävivät laajaa keskustelua ihmisen evoluutiosta, mutta Darwin antoi oman panoksensa keskusteluun vasta kaksiosaisen "Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta" -teoksen julkaisun myötä vuonna 1871. Teos myytiin nopeasti loppuun "Lajien synty" -teoksen tapaan, mutta se ei herättänyt enää samanlaista kritiikkiä. Teoksen toisessa osassa Darwin selvittää seksuaalivalinnan käsitteen tarkoituksen sekä sukupuolten ja ihmisrotujen väliset eroavaisuudet. Seuraavana vuonna Darwin julkaisi viimeisen pääteoksensa "The Expression of the Emotions in Man and Animals", jossa hän keskittyy käsittelemään ihmisen ja eläinten psykologian evoluutiota. Darwin ajatteli, että mieli ja kulttuuri olivat sidonnaisia luonnon- ja seksuaalivalintaan. Samankaltainen lähestymistapa on herännyt uudelleen psykologian piirissä evoluutiopsykologian synnyn myötä. Viimeiseksi jääneessä teoksessaan Darwin tutkii kastematojen vaikutusta maan muokkaukseen. Hänen kastematotutkimuksensa olivat uraauurtavia, joskin osa hänen näkemyksistään voidaan nykypäivänä jo sivuuttaa. Hän havaitsi esimerkiksi, että kastemadot reagoivat valoon ja musiikkiin, vaikkei niillä ole silmiä tai korvia.
Syyskuun 7. päivänä vuonna 1881 Darwin sai valmiiksi testamenttinsa. Puoli vuotta myöhemmin se tuli pantavaksi täytäntöön, kun Darwin kuoli kotikylässään Downessa, Kentin kreivikunnassa 19. huhtikuuta 1882. Hänet aiottiin aluksi haudata Downen St Mary -hautausmaalle, mutta Darwinin työtovereiden pyynnöstä hänelle järjestettiin valtiolliset hautajaiset. Darwin haudattiin lopulta Westminster Abbeyhyn James Maxwellin, John Herschelin ja Isaac Newtonin läheisyyteen.
Darwin oli kookas, noin 182 cm, ja painoi Beagle-matkan jälkeen 67 kiloa. Iäkkäästä Darwinista otetuista kuvista tosin näkyy, että hän lihoi hieman. Hänen hiuksensa olivat tummanruskeat, ja otsan hiusraja oli vetäytynyt hieman taaksepäin. Pulisongit olivat sitä vastoin erittäin vahvat ja kihartuneet. Darwinin siniharmaita silmiä suojasivat paksut kulmakarvat. Iän myötä hänen hiusrajansa siirtyi entistä etäämmälle ja kasvot saivat punakan värityksen, jonka vuoksi ihmiset usein erehtyivät pitämään häntä hyväkuntoisena. Tammikuussa vuonna 1866 Darwin kasvatti pitkän vaaleanharmaan parran. Syynä oli mahdollisesti terveydentilan heikkeneminen tai muilta ihmisiltä piilottelu. Esimerkiksi yhdessä Royal Societyn tapaamisessa tuskin kukaan tunnisti Darwinia, ei edes hänen läheisin ystävänsä Joseph Hooker.
Darwinin päivärytmi oli hyvin säntillinen. Tärkein syy siihen oli se, että uudet ja yllättävät tilanteet saattoivat laukaista Darwinin poteman sairauden oireet. Darwin heräsi varhain aamulla jo ennen auringonnousua ja kävi pienellä aamukävelyllä. Sen jälkeen, noin kello 7.45–8.00 aikoihin, hän nautti kevyen aamupalan. Sitten hän syventyi työnsä ääreen ja luki saamiaan kirjeitä. Emma luki hänelle suvun lähettämät kirjeet, ja hän itse lepäili sohvalla. Emma saattoi joskus lukea aviomiehelleen myös romaania. Puoliltapäivin Darwin lähti valkoisen Polly-terrierin kanssa tunnin pituiselle lenkille. Lounaan hän söi yhdeltä, ja puoli tuntia myöhemmin hän luki sohvalla päivän lehden. Mieluisimpia hänelle olivat poliittiset uutiset. Loppupäivä kului pääosin siihen, että hän kirjoitti kirjeitä, kuunteli kun Emma luki romaania ja otti välillä päivätorkut. Tunnin tutkimusajan hän piti kello 16.30–17.30. Illalla puoli kahdeksan aikaan Darwin söi perheensä kanssa iltapalan, minkä jälkeen hän pelasi backgammonia Emma-vaimon kanssa. Hän piti kirjaa otteluista useita vuosia. Ilta päättyi puoli yhdeltätoista, jolloin hän kirjaa luettuaan meni nukkumaan.
Darwin vastusti ehdottomasti orjuutta, jota eurooppalaiset harjoittivat omissa siirtomaissaan. Matkustellessaan Etelä-Amerikassa hän kauhisteli siirtomaaisäntien julmuutta ja väkivaltaisuutta alueen alkuperäisväestöä kohtaan. Darwinin mielestä valkoihoisten, tummaihoisten, aasialaisten ja intiaanien välillä oli vain pieniä biologisia eroja. Toisin kuin muut aikalaisensa hän ajatteli, että poikkeamat olivat enemmän kulttuurillisia kuin biologisia. Hän ei myöskään pitänyt siitä, että ihmisrotujen piirteistä tehdään yleistyksiä. Darwin ei kuitenkaan ollut rotuegalitaristi, sillä hän kyllä jakoi ihmiset ylempiin ja alempiin rotuihin ja samaisti ”alemmat rodut” kehittyneisiin apinalajeihin. Monien muiden aikalaisten tapaan hän piti valkoihoisia kaikkein kehittyneimpänä ihmisrotuna. Teoksessa "Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta" Darwin kirjoitti: ”Saman rodun yksilöiden henkisten kykyjen vaihtelevuus ja erilaisuus, puhumattakaan eri rotujen välisistä vielä suuremmista eroista, on niin ilmeinen, että siihen tuskin tarvitsee puuttua.” Hän kuitenkin uskoi, että suurin osa eri rotujen välisistä älyllisistä eroista johtui sivistyksestä tai sen puutteesta. Hän puhui Euroopan kansoista ”sivistyskansoina” ja uskoi ”sivistyneiden rotujen tuhoavan ja korvaavan lähes varmasti kaikkialta maailmasta villirodut”. Darwinin mukaan mieleltään ja ruumiltaan sairaat yksilöt rappeuttavat ihmislajia, mutta hän ei missään vaiheessa tehnyt tästä johtopäätöstä, että ”heikompien” pitäisi antaa kuolla pois. Päinvastoin, Darwinin mielestä sympatian tunteminen ja toisista huolehtiminen ovat luonnon jaloimpia piirteitä, joiden rikkominen aiheuttaisi syvemmän rappeutumisen.
Kirjassaan "Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta" Darwin kirjoittaa, että ”mies on rohkeampi, taistelunhaluisempi ja energisempi kuin nainen, ja miehellä on enemmän luovaa nerokkuutta”. Darwin uskoi miesten olevan naisia parempia kaikilla elämän osa-alueilla: syvällisessä ajattelussa, päättelyssä ja mielikuvituksen käytössä sekä myös aistien ja käsien taitoja vaativissa tehtävissä. Darwinin mukaan voidaan myös päätellä (viitaten Francis Galtonin tutkimukseen), että ”jos miehet kykenevät tiettyyn ylemmyyteen monilla aloilla, miehen keskimääräiset henkiset kyvyt ovat naista suuremmat”. Darwinin näkemykset sukupuolieroista eivät olleet ajalleen poikkeuksellisia, vaan ne osoittavat pikemminkin Darwinin olleen aikansa lapsi. Darwin ei perustanut väitteitään tieteelliselle todistusaineistolle, vaan pikemminkin tuolloin yleisesti hyväksyttyihin väitteisiin, historian kulkuun ja järkeenkäypiin evoluutioteoreettisiin hypoteeseihin, jotka vahvistivat edellisiä. Darwin ajatteli, että naisten kilpailu älykkäimmistä miehistä oli saanut miehen älykkyyden kehittymään seksuaalivalinnan kautta ”ylivertaiseksi” naiseen nähden. Hän kuitenkin toteaa, että naiset pystyvät kaventamaan älyllistä kuilua koulutuksen avulla. Euroopan yliopistot olivat avanneet ovensa naisille vuosisadan puolessa välissä, mutta heitä oli vielä 1800-luvun lopullakin niissä melko vähän.
Vaikka Charles Darwinin isä, isoisä ja veli olivat vapaa-ajattelijoita, ei hän aluksi kyseenalaistanut Raamatun kertomuksia. Hän kävi anglikaanista koulua, ja myöhemmin hänen isänsä laittoi hänet opiskelemaan anglikaanista teologiaa Cambridgen yliopistoon. Darwin myös uskoi William Paleyn teleologiseen argumenttiin, jonka mukaan luonto itsessään todisti Jumalan olemassaolon. Beaglella matkatessaan Darwin alkoi kuitenkin ihmetellä, miksi Jumala oli luonut syvänmeren eliöistä niin kauniita, vaikkei kukaan ole näkemässä niitä syvyyksissä, tai miksi luonnossa oli niin paljon pahaa, esimerkiksi loispistiäisiä, jotka munivat perhosen toukkiin ja joiden toukat kuoriuduttuaan syövät perhostoukan elävältä. Tämä oli Darwinin mielestä kaukana Paleyn näkemyksestä Jumalan hyväntahtoisesta luomisesta.
Darwin luonnehtii olleensa vielä Beaglen aikana puhdasoppinen ja siteeranneensa Raamattua joidenkin moraalikysymysten auktoriteettina, mutta suhtautuneensa kuitenkin kriittisesti Vanhaan Testamenttiin.
Darwin tiesi eliölajien transmutaatiota tutkiessaan, että hänen luonnontieteilijäystävänsä ajattelivat hänen ajatustensa olevan yhteiskuntajärjestyksen horjuttamiseen pyrkivää harhaoppisuutta. Eriuskoiset ja ateistit olivat aikaisemmin käyttäneet samankaltaisia perusteluita hyökätessään anglikaanikirkon valtionkirkkoasemaa vastaan.
Darwin piti uskontoa heimojen selviämistaistelun keinona, mutta uskoi silti Jumalaan perimmäisenä lainlaatijana. Hänen uskonsa Jumalaan alkoi heiketä selvästi Annie-tyttären kuoleman jälkeen vuonna 1851. Darwin auttoi paikallista kirkkoa seurakuntatöissä, mutta meni sunnuntaisin mieluummin kävelemään kuin perheensä kanssa kirkkoon. Kun Darwinilta kysyttiin hänen uskonnollisista näkemyksistään, hän kirjoitti, ettei ollut ateisti siinä mielessä, että suoranaisesti kieltäisi Jumalan olemassaolon, vaan agnostikko kuvaisi hänen näkemystään parhaiten.
Perinteisen näkemyksen mukaan Karl Marx ihaili Darwinin työtä ja hän halusi omistaa teoksensa "Pääoma" yhden osan Darwinille. Saman näkemyksen mukaan Darwin kieltäytyi kunniasta, koska vierasti juuri Marxin uskontokielteisyyttä. Tarina ei kuitenkaan pidä paikkaansa. Darwin sai kyllä Marxilta omistuksella varustetun kirjan, muttei sitä koskaan lukenut.
Elizabeth Hope väitti vuonna 1915 julkaistussa ”Lady Hopen tarinassa” Darwinin palanneen kuolinvuoteellaan entiseen uskoonsa. Darwinin lapset ja historioitsijat ovat kieltäneet tämän kuitenkin jyrkästi. Darwinin viimeisten, vaimolleen osoittamien sanojen kerrotaan olleen: "”I am not the least afraid to die.”" ().
Darwinin kouluaikaisesta taiteellisesta suuntautuneisuudesta ei tiedetä mitään. Ilmeisesti Darwin ei tuntenut erityistä intohimoa musiikkia kohtaan, sillä hänen ei tiedetä soittaneen mitään instrumenttia. Cambridgessa opiskellessaan hän kuitenkin kuunteli mieluusti Mozartin sinfonioita ja alkusoittoja sekä Händelin ja Beethovenin musiikkia. Hän kävi King's Collegessa kuuntelemassa kirkkokuoron laulua, vaikka kärsi sävelkuuroudesta – toisin sanoen hänelle tuotti hankaluuksia muistaa sävelmiä tai hyräillä niitä. Hänen Emma-vaimonsa oli hyvä pianisti ja soitti miehelleen usein iltaisin.
Lapsuusiästä lähtien Darwin oli intohimoinen lukija. Tämä ominaisuus näkyi läpi hänen elämänsä. Lapsuuden lempilukemistoon lukeutuivat Shakespearen historialliset näytelmät ja Horatiuksen "Oodit".
Darwinin teorian aikaansaamaa maailmankuvan muutosta on verrattu Kopernikukseen ja hänen aurinkokeskiseen aurinkokuntamalliinsa. Siinä missä Kopernikus syrjäytti Maan maailmankaikkeuden keskipisteestä ja asetti Auringon tilalle, syrjäytti Darwin ihmisen ”luomakunnan kuninkaan” paikalta ja asetti ihmisen tasavertaiseksi kaikkien elämänmuotojen kanssa. Hän myönsi ihmisen ainutlaatuisuuden, mutta ainutlaatuisuus ei ollut ihmisen yksinoikeus, vaan kaikkialta luonnosta löytyy samanlaista ainutlaatuisuutta. Hän myös huomauttaa, että on täysin absurdia luokitella eläimiä arvojärjestykseen, koska älykkyyden kaltaiset arviointiperusteet ovat ihmisen omia, eivätkä ne ole peräisin luonnosta itsestään.
Darwin pohti biologian ja geologian ohella myös etiikkaa. Teoksessaan "Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta" hän pohtii, kuinka alkeellinen moraali on saanut alkunsa niin ihmisillä kuin eläimilläkin vaistoista. Myöhemmässä vaiheessa hän vielä jatkaa pohtimalla, kuinka muisti ja kieli ovat vaikuttaneet entistä monimutkaisemman moraalitajun kehittymiseen. Hän uskoi, että eläinlajeilla on kyky kokea sympatiaa ja sääliä toista kärsivää eläintä kohtaan. Hän kuitenkin arveli, että sympatiakyky rajoittui vain oman lähipiirin eläinyksilöihin. Darwin myös otaksui, että luonnonvalinta suosii parhaiten niitä yhdyskuntia, joissa on eniten sympatiaan taipuvaisia yksilöitä. Hän myös havaitsi, että sympatian kaltaiset sosiaaliset vaistot voivat hyvinkin olla ristiriidassa yksilön selviytymisen kannalta tärkeiden vaistojen kanssa. Esimerkkinä hän antaa linnun, jonka tulisi muuttaa talvea pakoon säilyäkseen hengissä, mutta jota sosiaaliset vaistot pakottavat toisaalta jäämään huolehtimaan vastakuoriutuneista jälkeläisistä, jotta nämä saisivat ruokaa ja voisivat jäädä henkiin. Samalla hän arvioi, että luonnonvalinnan seurauksena sosiaaliset vaistot ovat eloonjäämisvaistoihin nähden hallitsevia. Esimerkkinä hän käyttää sitä, kuinka ihminen usein pohtii pitkään, mitä muut hänestä ajattelevat, kun taas huoli ruoan hankkimisesta kaikkoaa, kun ihminen on juuri saanut syötyä itsensä kylläiseksi.
Etiikan suuntauksista Darwin edusti utilitarismia, jonka klassisen muodon mukaan teko on oikeutettu, jos se tuottaa mahdollisimman paljon hyvää mahdollisimman monelle. Hänen mielestään ihmisen ei voida olettaa toimivan ensisijaisesti hyvän tai onnellisuuden maksimoinniksi. Darwin ei myöskään omaksunut utilitarismin mahdollisimman paljon hyvää mahdollisimman monelle -periaatetta, vaan otti sen sijaan käyttöön yleisen hyvän periaatteen. Darwin lähti uuden periaatteen muotoilussa liikkeelle siitä, että eläinten sosiaaliset vaistot olivat kehittyneet yhteisöelämässä valinnan kautta. Tällöin ne eivät takaa onnellisuutta yhteisössä, vaan edistävät lähinnä yhteisössä elävien yksilöiden terveyttä, josta on selvää etua yhteisöjen välisissä kamppailuissa. Näin vaistot eivät ole toimineet hyvien tekojen puolesta, vaan yleisen hyvän puolesta.
Darwinien perheeseen syntyi kymmenen lasta, joista kolme kuoli varhaisiällä. Kymmenvuotiaana menehtyneen Annen kuolemalla oli musertava vaikutus vanhempiin. Darwin oli perheelleen omistautuva isä ja suhtautui poikkeuksellisen huolehtivaisesti lapsiinsa. Hän pelkäsi lasten sairauksien johtuvan sisäsiittoisuudesta, jota hän tutki myös kirjoituksissaan, sillä olihan hän avioitunut serkkunsa kanssa. Huolimatta Darwinin peloista suurin osa eloonjääneistä lapsista kunnostautui eri aloilla.
Darwinin lapsista George toimi tähtitieteilijänä, Francis kasvitieteilijänä ja Horace insinöörinä. Heistä kaikista tuli Royal Societyn jäseniä. Leonard puolestaan loi uran sotilaana, poliitikkona ja taloustieteilijänä. Hänet tunnetaan myös eugeniikan kannattajana ja evoluutiobiologi Ronald Fisherin mentorina.
Luonnonvalintateorian soveltamista yhteiskuntaan alettiin tutkia. Ihmiskunnan kehityksen kannalta vakavimmat sovellukset ovat sosiaalidarvinismi ja eugeniikka. Ne pohjautuivat luonnonvalintateorian virheelliseen tulkintaan, että vain kelpoisimmat yksilöt selviytyvät. Tämän sanonnan keksi brittifilosofi Herbert Spencer, joka tunnetaan sosiaalidarvinismin perustajana.
Tulkinnoilla oli tuhoisat seuraukset. Eugeniikalla perustellen useissa maissa aloitettiin järjestelmällinen kehityshäiriöisten sterilisointiohjelma. Eugeniikka saavutti huippunsa toisen maailmansodan aikana, jolloin natsi-Saksa tuhosi eugeniikalla perustellen järjestelmällisesti ihmisiä etnisten ja fyysisten seikkojen vuoksi, vaikka tunnetuimpaan etniseen ryhmään, juutalaisiin, kohdistuvalla vihalla olikin juuret jo ennen Darwinia. Toisen maailmansodan hirveydet vähensivät merkittävästi eugeniikan suosiota, mutta vielä 1960- ja 1980-luvuilla Yhdysvalloissa oli toiminnassa eugeniikkamyönteisiä yhdistyksiä, esimerkiksi "Oregon Board of Eugenics" lopetti toimintansa vasta vuonna 1983. Suomessa lainsäädännöstä poistettiin pakkosterilointi vuoden 1970 laissa.
Darwinin mukaan nimettiin jo hänen elinaikanaan useita maantieteellisiä paikannimiä ja eliölajeja. Esimerkiksi Beaglen kanaalin läheisen vesialueen FitzRoy nimesi "Darwin Soundiksi" ja Andien vuoristoon kuuluva Darwin-vuori nimettiin Darwinin mukaan hänen 25-vuotissyntymäpäivänsä kunniaksi. Beaglen saapuessa kolmannella matkallaan Australian pohjoisosiin vuonna 1839 John Lort Stokes löysi Palmerstonen kaupungin kupeesta luonnonsataman, jonka laivan kapteeni John Clements Wickham halusi nimetä Darwinin mukaan "Port Darwiniksi". Kaupunki nimettiin vuonna 1911 virallisesti Darwiniksi. Siitä tehtiin Pohjoisterritorion pääkaupunki ja sinne perustettiin Charles Darwin -yliopisto sekä Charles Darwinin kansallispuisto. Cambridgeen perustettiin Darwin College vuonna 1964. Laitoksen perustaminen on kunnianosoitus koko Darwinien sukua kohtaan, mutta toisaalta osa maa-alasta oli Darwinin toisen pojan George Darwinin omistuksessa.
Parhaiten tunnettu Darwinin mukaan nimetty eliölajiryhmä on darwininsirkut eli darwininpeipot, jonka edustajia Darwin keräsi ollessaan Galápagossaarilla. Michael H. Hartin tekemälle "Ihmiskunnan 100 suurinta" -listalle Darwin sijoittuu sijalle 16, ja BBC:n tuottamassa "100 Greatest Britons" -ohjelmassa Darwin äänestettiin neljänneksi suurimmaksi britiksi. Englannin keskuspankki Bank of England vaihtoi vuonna 2000 kymmenen punnan setelissä aiemmin kuvituksena olleen Charles Dickensin Darwiniin.
Lontoon Royal Society jakaa Darwin-mitalia.
Darwin on ollut aiheena useissa elämäkertateoksissa ja tiedenäyttelyissä. Vuonna 2009 Darwinin kunniaksi perustetaan useita näyttelyitä ja tilaisuuksia, sillä tuolloin tulee kuluneeksi 200 vuotta Darwinin syntymästä ja 150 vuotta "Lajien synty" -teoksen julkaisusta.
Charles Darwin oli huomattava eläin- ja kasvilajien keräilijä. Näiden lajien joukossa oli useita tieteelle aiemmin tuntemattomia lajeja tai muita taksonomisia tasoja. Lisäksi Darwinin mukaan on nimetty useiden lajien tieteellisiä nimiä. Hän onnistui myös ennustamaan erään hyönteisen olemassaolon. Hän joutui tiedepiireissä naurun kohteeksi, kun hän väitti tähtikämmekän pölyttäjäksi toistaiseksi tuntematonta hyönteistä, jonka kärsä olisi yhtä pitkä kuin kukan lähes 30 senttimetrin mittainen kannus. Silloiset luonnontieteilijät eivät uskoneet teesiä, mutta Darwin ei löytänyt muunlaista mahdollisuutta kämmekän pölytykseen. Parikymmentä vuotta Darwinin kuoleman jälkeen löytyi "Xanthopan morgani" -kiitäjä, jonka imukärsä yltää tähtikämmekän kannuksen pohjalle saakka. Kiitäjän yksi alalaji sai nimen "praedicta", joka tarkoittaa ennustettua. Myöhemmin tosin todettiin, ettei "praedicta"-alalaji eroa muusta "Xanthopan morgani" -lajista.Kirjojen lisäksi Darwinin aikakausjulkaisuissa julkaisema tieteellinen tuotanto oli hyvin laaja ja monipuolinen. Darwinin koko kirjallinen tuotanto ja kirjeenvaihto on julkaistu verkossa "The Complete Works of Charles Darwin Online" -tietokannassa .