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1831年，剛從劍橋大學畢業的達爾文得到了一個機會，英國海軍部「貝格爾」號軍艦執行海洋測量任務，需要一位博物學者隨船出行。這種難得的機會，要是拿今天的情形打比方，就好比給一個大學剛畢業的年輕人一個機會，去南極科考。在劍橋求學的最後一年，達爾文曾饒有興味地讀了德國學者洪堡的《南美旅行記》，對書中描寫的海洋風光心嚮往之，對此自然求之不得。
有意思的是，這份說起來算是一趟官差的機會，人員的推選卻基本是私人性的。
推薦他的人，是劍橋大學的亨斯羅教授。不過，達爾文的父親卻反對他出行。同古往今來的大多數家長一樣，達爾文的父親希望兒子能夠按照老爸設想好的路線生活。作為醫生，老達爾文希望兒子將來也做一名醫生，或者當牧師。老達爾文擔心，隨「貝格爾」號探險遠行，會造成達爾文人生志向的轉變。此外，他對遠洋探險之於年輕人有多少益處也表示懷疑。「貝格爾」號的艦長，貴族出身的菲茨·羅伊相當八卦，迷信相面術，他見到達爾文以後，竟然認為達爾文的鼻子不好，註定不會完成這次航行。
好在達爾文的舅舅喬賽亞支持他，並說服了他父親同意達爾文出行；菲茨·羅伊也改變初衷，接納了達爾文。其實，菲茨·羅伊那年也不過23歲，但已具有相當的航海經驗。
這一趟遠行，一走就是5年。它使年輕的達爾文獲得了一生受用不盡的航海、旅遊、科考和探險經歷，並在20多年後孕育出了影響世界的《物種起源》。
「貝格爾」號大多在南半球的陸海之間走走停停。5年間，達爾文實際上有很大一部分時間是在陸上旅行與考察。他曾深入南美洲腹地，也登過安第斯山脈。無論在海上，還是在陸地，達爾文的博物學觀察與收集的成果奠定了他一生的學術研究基礎。有趣的是，達爾文其實對地質學情有獨鍾。他的科考過程，有很大一部分是地質考察。亨斯羅教授推薦達爾文在旅行中帶上了當時剛剛出版的萊伊爾所著《地質學原理》第一卷。考察途中，亨斯羅又寄給他《地質學原理》的第二卷。正是萊伊爾的《地質學原理》中的論述，對達爾文探討物種與進化問題起到了特殊的作用。赫胥黎曾說，達爾文的《物種起源》，乃是把進化的觀念這一指導思想以及《地質學原理》的論述方法堅定不移地應用於生物學所產生的結果。達爾文在自己著作的獻辭中，就閱讀萊伊爾著作對自己的重大意義，也有明言。實際上，達爾文航海結束後最初發表的學術成果，也是有關地質學的。
「貝格爾」的英文意譯是「小獵犬」，是一艘排水量僅為235噸的三桅小軍艦，共有六門炮。因為剛剛完成了一次5年的航行，已破爛不堪，經過重修。船隊的人員，大約有70人。那時，船隻的航行速度大約是每小時15公裡。整個航程從英國出發，經加那利、維德角群島穿越大西洋南下，在巴西、阿根廷、火地島做了長時間的逗留。再繞過合恩角進入太平洋，一路西行到達紐西蘭與澳大利亞，再繞過南部非洲，沿大西洋北返英國。如今，在火地島上還有一座以達爾文名字命名的山峰。那是艦長菲茨·羅伊為了紀念自己的旅伴命名的。達爾文曾在那裡和其他水手不懼驚濤駭浪，保住了差點兒被巨浪捲走的登陸小船。
在智利，正在海邊的達爾文趕上了當地的強烈地震，目睹了地震造成的海嘯引發的巨大災難；在阿根廷沿海，達爾文親歷了英國搶在他人之前，將福克蘭群島據為己有的事件；在巴西，他看到了奴隸制度的黑暗並表示憤慨，因此與贊成蓄奴的菲茨·羅伊當面衝突起來。達爾文在自傳中特別提到這件事。
歸途中，在聖赫倫那島上，達爾文注意到，這裡的森林被16世紀初運來的並且繁殖得很快的山羊和野豬徹底毀滅。英國向島上運來大批動植物，這種人為因素嚴重破壞了當地的生態平衡。據記載，「貝格爾」號後來被英國人送給了日本，在橫須賀作為訓練船隻使用。作為紀念，達爾文的兒子收藏了一個箱子，它的材料，用的就是「貝格爾」號主桅頂橫杆。
有報導說，英國正在建造「貝格爾」號的複製船，紀念達爾文誕辰200周年，並將做新一輪的科考之旅。