1831年9月，22歲的達爾文意外地獲得邀請，作為一名沒有薪酬的自然研究者，搭乘「比格爾」號測量船作一次遠洋航行。那時，他剛剛結束了在劍橋的神學學習。研究自然，本來就是達爾文的興趣所在。早在少年時代，他就到處搜集昆蟲、貝殼和鳥蛋。在愛丁堡和劍橋學習時期，他常在自己的課餘時間去聽地質學、植物學和動物學的課。在劍橋，他和植物學教授約翰·亨斯洛建立了友誼，並多次和他一道參加田野考察。亨斯洛將他推薦給「比格爾」號的船長羅伯特·菲茨羅伊。這位船長才27歲，是一名特別虔誠的教徒，起初他並不相信達爾文具有什麼能力。作為一名當時廣受歡迎的相面術的信徒，他懷疑一個長著達爾文那種大鼻子的青年，會有足夠的精力和毅力去遠洋航行。然而他最終還是被說服了。
1831年12月27日，這艘冠名「比格爾」的簡樸無華的三桅咿船駛出普利茅斯港，開始了為時五年的遠航之旅。這艘船的任務，是要為英國海軍部測繪南非的海岸線。後來在達爾文老年時期所撰寫篚自傳中，他寫道，這次遠航之旅在自己的一生之中，是一個「無比重要的事件」。當繪圖員們做本職工作時，達爾文便離船上岸，去研霸植物和動物。在1835年9月15日至10月20日期間，當「比格爾』號停泊在太平洋中厄瓜多以西1000公裡處、靠近赤道的加拉帕支斯群島岸邊時，這組火山群島上所生長的原始植物、動物——其中璃巨型海龜和漣洋巨蜥——給達爾文留下了難以磨滅的印象。
達爾文進行調查時，絕不反對射殺或者用地質錘砸死動物，將爿加入自己的收藏——他本來就是一個狂熱的獵人。連群島上眾多的宴類也逃脫不了這種命運——達爾文在長長的返航過程中，將這許多宴兒製成標本。起初他以為，自己在群島上所捕獲的只有夜鶇、烏鶇、鷦鷯等鳥類，返回英國之後才弄清楚，自己搞錯了。倫敦動物學會削鳥類學家約翰·古爾德發現，他帶回來的雀鳥標本幾乎全屬於燕雀類。然而可惜的是，達爾文卻沒有將這些鳥類標本按照其所生存的漣島分別堆放．而是全部堆在一起。
古爾德的分類也弄得一團混亂。後來，達爾文在遠洋航行途中所收集的加拉帕戈斯燕雀以及無數其他笛活生物的或者生物化石的標本，在倫敦的自然史博物館中找到了自己的歸宿。在博物館裡，眾多標本被保存在玻璃器皿、玻璃陳列櫃和抽屜之中，猶如皇家珍寶一般，遠離大眾的視線。
其實燕雀的意義在於，它們讓達爾文明白了物種的可變性。因蔓從某些方面來看，加拉帕戈斯群島上的動物和植物是獨特的。其中詢多物種在世界其他地方是見不到的，甚至有的物種只能在該群島的明一一座海島上見到。這一點，燕雀種群表現得特別明顯。一座海島雨另一座海島上的燕雀都是有區別的。主要是鳥喙的形狀與大小差異循大。在一座海島上．鳥喙既長又尖，而在另一座海島上，鳥喙既短又厚。達爾文認識到，這些差別，一定與各個海島上所提供的食物特殊有關——有的海島與其他海島的距離，能達到大約100公裡之遠。
各個海島上的燕雀漸漸地適應了各自所處的環境條件．並且由於地理分隔的緣故，便隨著時間的推移而形成了不同的種群。其喙長而尖的燕雀，善於啄食昆蟲，吸吮汁液；那些喙短而厚的燕雀，則轉而善於咬破帶硬殼的果實及種子(見圖1．1)。還有一種啄木鳥似的燕雀，能用其強有力的喙尖作為鑽洞的工具；另一種燕雀能用其類似於仙人掌刺的喙尖將朽木中的幼蟲掏出來吃。後代的研究者甚至發現了一種吸血燕雀，它那尖利的喙能將動物的表皮啄破而吸食血液。
今天，人們將達爾文燕雀劃分為十三類。其多樣性表明，新的種類能以較快的速度產生。遺傳學研究的結果是，這些種類的燕雀，彼此的親緣關係很近，它們都是在這組群島上演變而成的，其演變過程，很可能只有幾萬年時間。在遠古的某個時期，風暴或者強勁的海風將一些燕雀挾帶著飄離大陸而來到這組群島。在這群海島上，它們演變成不同的種類，其中每種都有自己偏愛的食物，也有適應於自己所偏愛的食物的互不相同的喙。進化生物學家將這種現象稱作「適應性放射」，即一個原始物種通過地理的分隔和新的生態小環境的佔領而分裂成新的種類。當年，達爾文在隨「比格爾」號遠航的途中，尚未意識到自己的發現中包含著重大的意義，後來，他帶回英國的燕雀才在捍衛他的進化學說的論戰中成為穩操勝券的英雄。