今日中間變種的不存在——絕滅的中間變種的性質以及它們的數量——從剝蝕的速率和沉積的速率來推算時間的經過——從年代來估計時間的經過——古生物標本的貧乏——地質層的間斷——花崗岩地域的剝蝕——在任何一個地質層中中間變種的缺乏——物種群的突然出現——物種群在已知的最下化石層中的突然出現——生物可居住的地球的遠古時代。
我在第六章已經列舉了對於本書所持觀點的主要異議。對這些異議大多數已經討論過了。其中之一，即物種類型的區別分明以及物種沒有無數的過渡連鎖把它們混淆在一起，是一個顯而易見的難點。我曾舉出理由來說明，為什麼這些連鎖今日在顯然極其有利於它們存在的環境條件下，也就是說在具有漸變的物理條件的廣大而連續的地域上，通常並不存在。我曾盡力闡明，每一物種的生活對今日其他既存生物類型的依存，甚於對氣候的依存，所以具有真正支配力量的生活條件並不像熱度或溫度那樣地於完全不知不覺中逐漸消失。我也曾盡力闡明，由於中間變種的存在數量比它們所聯繫的類型為少，所以中間變種在進一步的變異和改進的過程中，一般要被淘汰和消滅。然而無數的中間連鎖目前在整個自然界中沒有到處發生的主要原因當在於自然選擇這一過程，因為通過這一過程新變種不斷地代替了和排擠了它們的親類型。因為這種絕滅過程曾經大規模地發生了作用，按比例來說，既往生存的中間變種一定確實是大規模存在的。那麼，為什麼在各地質層（geological formation）和各地層（strattum）中沒有充滿這些中間連鎖呢？地質學的確沒有揭發任何這種微細級進的連鎖；這大概是反對自然選擇學說的最明顯的和最重要的異議，我相信地質紀錄的極度不完全可以解釋這一點。
第一，應當永遠記住，根據自然選擇學說，什麼種類的中間類型應該是既往生存過的。當觀察任何二個物種時，我發見很難避免不想像到直接介於它們之間的那些類型。但這是一個完全錯誤的觀點；我們應當常常追尋介於各個物種和它們的一個共同的，但是未知的祖先之間的那些類型；而這個祖先一般在某些方面已不同於變異了的後代。茲舉一個簡單的例證：扇尾鴿和突胸鴿都是從巖鴿傳下來的；如果我們掌握了所有曾經生存過的中間變種，我們就會掌握這二個品種和巖鴿之間各有一條極其綿密的系列；但是沒有任何變種是直接介於扇尾鴿和突胸鴿之間的；例如，結合這二個品種的特徵——稍微擴張的尾部和稍微增大的嚏囊——的變種，是沒有的。還有，這二個品種已經變得如此不同，如果我們不知道有關它們起源的任何歷史的和間接的證據，而僅僅根據它們和巖鴿在構造上的比較，就不可能去決定它們究竟是從巖鴿傳下來的呢，還是從其他某一近似類型皇宮鴿（C.oenas）傳下來的。
自然的物種也是如此，如果我們觀察到很不相同的類型，如馬和貘（tapir），我們就沒有任何理由可以假定直接介於它們之間的連鎖曾經存在過，但是可以假定馬或貘和一個未知的共同祖先之間是有中間連鎖存在過的。它們的共同祖先在整個體制上與馬和貘具有極其一般的相似；但在某些個別構造上可能和二者有很大的差異；這差異或者甚至比二者之間的彼此差異還要大，因此，在所有這種情形裡，除非我們同時掌握了一條近於完全的中間連鎖，縱使將祖先的構造和它的變異了的後代加以嚴密的比較，也不能辨識出任何二個物種或二個物種以上的親類型。
根據自然選擇學說，二個現存類型中的一個來自另一個大概是可能的；例如馬來自貘；並且在這種情形下，應有直接的中間連鎖曾經存在於它們之間。但是這種情形意味著一個類型很長期間保持不變，而它的子孫在這期間卻發生了大量的變異；然而生物與生物之間的子與親之間的競爭原理將會使這種情形極少發生；因為，在所有情形裡，新而改進的生物類型都有壓倒舊而不改進的類型的傾向。
根據自然選擇學說，一切現存物種都曾經和本屬的親種有所聯繫，它們之間的差異並不比今日我們看到的同一物種的自然變種和家養變種之間的差異為大；這些目前一般已經絕滅了的親種，同樣地和更古老的類型有所聯繫；如此回溯上去，常常就會融匯到每一個大綱（class）的共同祖先。所以，在所有現存物種和絕滅物種之間的中間的和過渡的連鎖數量，必定難以勝數。假如自然選擇學說是正確的，那麼這些無數的中間連鎖必曾在地球上生存過。
從沉積的速率和剝蝕的範圍來推算時間的經過
除了我們沒有發見這樣無限數量的中間連鎖的化石遺骸之外，另有一種反對意見：認為切變化的成果既然都是緩慢達到的，所以沒有充分的時間足以完成如此大量的有機變化。如果讀者不是一位實際的地質學者，我幾乎不可能使他領會一些事實，從而對時間經過有所瞭解。萊爾爵士的《地質學原理》（Principlesof Geology）將被後世歷史家承認在自然科學中掀起了一次革命，凡是讀過這部偉大著作的人，如果不承認過去時代曾是何等地久遠，最好還是立刻把我的這本書闔起來不要讀它吧。只研究《地質學原理》或閱讀不同觀察者關於各地質層的專門論文，而且注意到各作者怎樣試圖對於各地質層的、甚至各地層的時間提出來的不確切的觀念，還是不夠的。如果我們知道了發生作用的各項動力，並且研究了地面被剝蝕了多深，沉積物被沉積了多少，我們才能最好地對過去的時間獲得一些概念。正如萊爾明白說過的，沉積層的廣度和厚度就是剝蝕作用的結果，同時也是地殼別的場所被剝蝕的尺度。所以一個人應當親自考察層層相疊的諸地層的巨大沉積物，仔細觀察小河如何帶走泥沙以及波浪如何侵蝕去海岸巖崖（Sea-cliff），這樣才能對過去時代的時間有一點瞭解，而有關這時間的標誌在我們的周圍觸目皆是。
沿著由不很堅硬岩石所形成的海岸走走，並且注意看看它的陵削（degradation）過程是有好處的。在大多數情形裡，達到海岸巖崖的海潮每天只有二次，而且時間短暫，同時只有當波浪挾帶著細沙或小礫石時才能侵蝕海岸巖崖；因為有良好的證據可以證明，清水對侵蝕岩石是沒有任何效果的。這樣，海岸巖崖的基部終於被掘空，巨大的岩石碎塊傾落下來了，這些岩石碎塊便固定在傾落的地方，然後一點一點地被侵蝕去，直到它的體積縮小到能夠被波浪把它旋轉的時候，才會很快地磨碎成小礫石、砂或泥，但是我們如此常常看到沿著後退的海岸巖崖基部的圓形巨礫（boulders），密被著海產生物，這表明了它們很少被磨損而且很少被轉動！還有，如果我們沿著任何正在蒙受陵削作用的海岸巖崖行走幾英里路，就會發見目前正在被陵削著的崖岸，不過只是短短的一段，或只是環繞海角（promontory）而星點地存在著。地表和植被的外貌表明，自從它們的基部被水沖涮以來，已經經過許多年代了。
然而我們近來從許多優秀觀察者——朱克斯（Jukes）、蓋基（Geikie）、克羅爾（Croll）以及他們的先驅者拉姆齊的觀察裡，得知大氣的陵削作用比海岸作用（coast-action），即波浪的力量，更是一種遠為重要的動力。整個的陸地表面都暴露在空氣和溶有炭酸的雨水的化學作用之下，同時在寒冷地方，則暴露在霜的作用之下；逐漸分解的物質，甚至在緩度的斜面上，也會被豪雨沖走，特別是在乾燥的地方，則會超出想像程度以上地被風刮走；於是這些物質便被河川運去，急流使河道加深，並把碎塊磨得更碎。下雨的時候，甚至在緩度傾斜的地方，我們也能從各個斜面流下來的泥水裡看到大氣陵削作用的效果。拉姆齊和惠特克（Whitaker）曾經闡明，並且這是一個極其動人的觀察，維爾頓區（Wealden district）的巨大崖坡（escarpment）線，以及從前曾被看作是古代海岸的橫穿英格蘭的崖坡線，都不能是這樣形成的，因為各崖坡線都是由一種相同的地質層構成的，而淺們的海岸巖崖到處都是由各種不同的地質層交織而成的，假如這種情形是真實的話，我們便不得不承認，這些崖坡的起源，主要是由於構成它的岩石比起周圍的表面能夠更好地抵抗大氣的剝蝕作用；結果，這表面便逐漸陷下，遂留下較硬岩石的突起線路。從表面上看來、大氣動力的力量是如此微小，而且工作得似乎如此緩慢，但曾經產生出如此偉大的結果，按照我們的時間觀點來講，沒有任何事情比上述這種信念更能使我們強烈地感到時間的久遠無邊了。
如果這樣體會了陸地是通過大氣作用和海岸作用而緩慢被侵蝕了的，那末要瞭解過去時間的久遠，最好一方面去考察許多廣大地域上被移去的岩石，他方面去考察沉積層的厚度。記得當我看到火山島被波浪沖蝕，四面削去成為高達一千或二千英尺的直立懸崖時，曾大受感動；因為，熔岩流（lava-streams）凝成緩度斜面，由於它以前的液體狀態，明顯闡明瞭堅硬的岩層曾經一度在大洋裡伸展得何等遼遠。斷層（faults）把這同類故事說得更明白，沿著斷層——即那些巨大的裂隙，地層在這一邊隆起，或者在那一邊陷下，這等斷層的高度或深度竟達數千英尺；因為，自從地殼裂破以來，無論地面隆起是突然發生的，或是如多數地質學者所信，是緩慢地由許多隆起運動而成的，並沒有什麼大差別。而今地表已經變得如此完全平坦，以致在外觀上已經看不出這等巨大轉位（dislocation）的任何痕跡，例如克拉文斷層（Craven fault）上升達30英里，沿著這一線路，地層的垂直總變位自600到3，000英尺不等。關於在盎格爾西（Anglesea）陷落達2，300英尺的情形，拉姆齊教授曾發表過一篇報告；他告訴我說，他充分相信在梅裡奧尼斯郡（Merionethshire）有一個陷落竟達12，000英尺，然而在這些情形裡，地表上已沒有任何東西可以表示這等巨大的運動了；裂隙兩邊的石堆已經夷為平地了。另一方面，世界各處，沉積層的疊積都是異常厚的。我在科迪勒拉山（Cordillera）曾測量過一片礫岩，有一萬英尺厚。礫岩的堆積雖然比緻密的沉積岩快些，然而從構成礫岩的小礫石磨成圓形須費許多時間看來，—塊礫岩的積成是何等緩慢的。拉姆齊教授根據他在大多數場合裡的實際測量，曾把英國不同部分的連續地質層的最大厚度告訴過我，其結果如下：
古生代層（火成岩不在內） 57，154英尺
第二紀層 13，190英尺
第三紀層 2，240英尺
總加起來是72，584英尺：這就是說，折合英里差不多有十三英里又四分之三。有些地質層在英格蘭只是一薄層，而在歐洲大陸上卻厚達數千英尺。還有，在每一個連續的地質層之間，按照大多數地質學者的意見，空白時期也極久長。所以英國的沉積岩的高聳疊積層、只能對於它們所經過的堆積時間，給予我們一個不確切的觀念。對於這種種事實的考察，會使我們得到一種印象，差不多就像在白費力氣去掌握「永恆」這個概念所得到的印象一樣。
然而，這種印象還是有部分錯誤的。克羅爾先生在一篇有趣的論文裡說道：「我們對於地質時期的長度形成一種過大的概念，是不會犯錯誤的，如用年數來計算卻要犯錯誤。」當地質學者們看到這巨大而複雜的現象，然後看到表示著幾百萬年的這個數字時，這二者在思想上會產生完全不同的印象，而登時要感到這個數字是過小了。關於大氣的剝蝕作用，克羅爾先生根據某些河流每年衝下來的沉積物的既知量與其流域相比較，得出如下計算，即1,000英尺的堅硬岩石，漸次粉碎，須在六百萬年的期間，才能從整個面積的平均水平線上移去。這似乎是一個可驚的結果，某些考察使人懷疑這個數字太大了，甚至把這個數字減到二分之一或四分之一，依然還是很可驚的。然而，很少有人知道一百萬的真實意義是什麼：克羅爾先生舉出以下的比喻，用一狹條紙83英尺4英吋長，便它沿著一間大廳的牆壁伸延出去；於是在十分之一英吋處作一記號。讓十分之一英吋代表一百年，全紙條就代表一百萬年。但是必須記住，在上述的大廳裡，被毫無意義的尺度所代表的一百年，對於本書的問題卻具有何等重要的意義。若干卓越的飼養者，僅在他們的一生期間內，就大大地改變了某些高等動物，而高等動物在繁殖它們的種類上遠比大多數的下等動物為慢，他們就這樣育成了值得稱為新的亞品種的。很少有人相當仔細地去注意過任何一個品系到半世紀以上的，所以一百年可以代表兩個飼養者的連續工作。不能假定在自然狀態下的物種，可以像在有計劃選擇指導之下的家養動物那樣迅速地進行變化。與無意識的選擇——即只在於保存最有用的或最美麗的動物，而無意於改變那個品種——的效果相比較，也許比較公平些；但是通過這種無意識選擇的過程，各個品種在兩個世紀或三個世紀的時間就會被顯著地改變了。
然而物種的變化大概更為緩慢得多，在同一地方內只有少數的物種同時發生變化。這種緩慢性是由於同一地方內的所有生物已經彼此適應得很好了，除非經過長久時間之後，由於某種物理變化的發生，或者由於新類型的移入，在這自然機構中是沒有新位置的。還有，具有正當性質的變異或個體差異，即某些生物所賴以在改變了的環境條件下適應新地位的變異，也經常不會即刻發生。不幸的是我們沒有方法根據時間的標準來決定，一個物種的改變須要經過多長時間；但是關於時間的問題，以後一定還要討論。
古生物標本的貧乏
現在讓我們看一看我們最豐富的地質博物館，那裡的陳列品是何等地貧乏呵！每一個人都會承認我們的搜集是不完全的。永遠不應忘記那位可稱讚的古生物學者愛德華·福布斯的話，他說，大多數的化石物種都是根據單個的而且常常是破碎的標本，或者是根據某一個地點的少數標本被發見和被命名的。地球表面只有一小部分曾作過地質學上的發掘，從每年歐洲的重要發見看來，可以說沒有一處地方曾被十分注意地發掘過。完全柔軟的生物沒有一種能夠被保存下來。落在海底的貝殼和骨骼，如果那裡沒有沉積物的掩蓋，便會腐朽而消失。我們可能採取一種十分錯誤的觀點，認為差不多整個海底都有沉積物正在進行堆積，並且其堆積速度足夠埋藏和保存化石的遺骸。海洋的極大部分都呈亮藍色，這說明了水的純淨。許多被記載的情形指出，一個地質層經過長久間隔的時期以後，被另一後生的地質層整個地遮蓋起來，而下面的一層在這間隔的時期中並未遭受任何磨損，這種情形，只有根據海底常常多年不起變化的觀點才可以得到解釋。埋藏在沙子或礫層裡的遺骸，遇到岩床上升的時候，一般會由於溶有炭酸的雨水的滲入而被分解。生長在海邊高潮與低潮之間的許多種類動物，、有的似乎難得被保存下來。例如，有幾種籐壺亞科（Chthamalinlae，無柄蔓足類的亞科）的若干物種，遍佈全世界的海岸岩石上，數量非常之多。它們都是嚴格的海岸動物，除了在西西里（Sicily）發見過一個在深海中生存的地中海物種的化石以外，至今還沒有在任何第三紀地質層裡發見過任何其他的物種：然而已經知道，籐壺屬曾經生存於白堊紀（Chalk period）。最後，須要極久時間才堆積起來的許多巨大沉積物，卻完全沒有生物的遺骸，我們對此還不能舉出任何的理由：其中最顯著的例子之一是弗裡希（Flysch）地質層，由頁岩和沙巖構成，厚達數千英尺，有的竟達六千英尺，從維也納到瑞士至少綿延300英里；雖然這等巨大岩層被極其仔細地考察過，但在那裡除了少數的植物遺骸之外，並沒有發見任何其他化石。
關於生活在中生代和古生代的陸棲生物，我們所搜集的證據是極其片斷的，這就不必多談了。例如，直到最近，除了萊爾爵士和道森博士（Dr.Dawson）在北美洲的石炭紀地層中所發見的一種陸地貝殼外，在這兩個廣闊時代中還沒有發見過其他陸地貝殼；不過目前在黑誅羅紀地層中已經發見了陸地貝殼。關於哺乳動物的遺骸，只要一看萊爾的《手冊》裡所登載的歷史表，就會把真理帶到家中，這比細讀文字還能更好地去理解它們的保存是何等地偶然和稀少。只要記住第三紀哺乳動物的骨骼大部分是在洞穴裡或湖沼的沉積物裡被發見的，並且記住沒有一個洞穴或真正的湖成層是屬於第二紀或古生代的地質層的，那末它們的稀少就不足為奇了。
但是，地質紀錄的不完全主要還是由於另外一個比上述任何原因更為重要的原因；這就是若干地質層間彼此被廣闊的間隔時期所隔開。許多地質學者以及像福布斯那樣完全不相信物種變化的古生物學者，都曾力持此說。當我們看到一些著作中的地質層的表格時，或者當我們從事實地考察時，就很難不相信它們是密切連續的。但是，例如根據默奇森爵士（Sir R.Murchison）關於俄羅斯的巨著，我們知道在那個國家的重疊的地質層之間有著何等廣闊的間隙；在北美洲以及在世界的許多其他地方也是如此。如果最熟練的地質學者只把他的注意力局限在這等廣大地域，那麼他決不會想像到，在他的本國還是空白不毛的時代裡，巨大沉積物已在世界的其他地方堆積起來了，而且其中含有新而特別的生物類型。同時，如果在各個分離的地域內，對於連續地質層之間所經過的時間長度不能形成任何觀念，那麼我們可以推論在任何地方都不能確立這種觀念。連續地質層的礦物構成屢屢發生巨大變化，一般意味著周圍地域有地理上的巨大變化，因此便產生了沉積物，這與在各個地質層之間曾有過極久的間隔時期的信念是相符合的。
我想，我們夠理解為什麼各區域的地質層幾乎必然是間斷的；就是說為什麼不是彼此密切相連接的。當我調查在最近期間升高幾百英尺的南美洲數千英里海岸時，最打動我的是，竟沒有任何近代的沉積物，有足夠的廣度可以持續在即便是一個短的地質時代而不被磨滅。全部西海岸都有特別海產動物棲息著，可是那裡的第三紀層非常不發達，以致若干連續而特別的海產動物的紀錄大概不能在那裡保存到久遠的年代。只要稍微想一下，我們便能根據海岸岩石的大量陵削和注入到海洋裡去的泥流來解釋：為什麼沿著南美洲西邊升起的海岸，不能到處發見含有近代的、即第三紀的遺骸的巨大地質層，雖然在悠久的年代裡沉積物的供給一定是豐富的。無疑應當這樣解釋，即當海岸沉積物和近海岸沉積物一旦被緩慢而逐漸升高的陸地帶到海岸波浪的磨損作用的範圍之內時，便會不斷地被侵蝕掉。
我想，我們可以斷言，沉積物必須堆積成極厚的、極堅實的、或者極大的巨塊，才能在它最初升高時和水平面連續變動的期間，去抵抗波浪的不斷作用以及其後的大氣陵削作用。這樣厚而巨大的沉積物的堆積可由二種方法來完成：一種方法是，在深海底進行堆積，在這種情形下，深海底不像淺海那樣地有許多變異了的生物類型棲息著；所以當這樣的大塊沉積物上升之後，對於在它的堆積時期內生存於鄰近的生物所提供的紀錄是不完全的。另一種方法是，在淺海底進行堆積，如果淺海底不斷徐徐沉陷，沉積物就可以在那裡堆積到任何的厚度和廣度。在後一種情形裡，只要海底沉陷的速度與沉積物的供給差不多平衡，海就會一直是淺的，而且有利於多數的和變異了的生物類型的保存，這樣，一個富含化石的地質層便被形成，而且在上升變為陸地時，它的厚度也足以抵抗大量的剝蝕作用。
我相信，差不多所有的古代地質層，凡是層內厚度的大部分富含化石的，都是這樣在海底沉陷期間形成的。自從1845年我發表了關於這個問題的觀點之後，就注意著地質學的進展，使我感到驚奇的是，當作者們討論到這種或那種巨大地質層時，一個跟著一個地得出同樣的結論，都說它是在海底沉陷期間堆積起來的。我可以補充他說，南美洲西岸的唯一古代第三紀地質層就是在水平面向下沉陷期間堆積起來的，並且由此得到了相當的厚度；這一地質層雖然具有巨大的厚度足以抵抗它曾經蒙受過的那種陵削作用，但今後它很難持續到一個久遠的地質時代而不被磨滅。
所有地質方面的事實都明白地告訴我們，每個地域都曾經過無數緩慢的水平面振動，而且這等振動的影響範圍顯然是很大的山結果，富含化石的、而且廣度和厚度足以抵抗其後陵削作用的地質層，在沉陷期間，是在廣大的範圍內形成的，但它的形成只限於在以下的地方，即那裡沉積物的供給足以保持海水的淺度並且足以在遺骸未腐化以前把它們埋藏和保存起來。相反地，在海底保持靜止的期間，厚的沉積物就不能在最適於生物生存的淺海部分堆積起來。在上升的交替期間，這種情形就更少發生；或者更確切些說，那時堆積起來的海床，由於升起和進入海岸作用的界限之內，一般都被毀壞了。
這些話主要是對海岸沉積物和近海岸沉積物而言的。在廣闊的淺海裡，例如從30或40到60英尋深的馬來群島的大部分海裡，廣大地質層大概是在上升期間形成的，然而在它徐徐上升的時候並沒有蒙受過分的侵蝕；但是，由於上升運動，地質層的厚度比海的深度為小，所以地質層的厚度大概不會很大；同時這堆積物也不會凝固得很堅硬，而且也不會有各種地質層覆蓋在它的上面；因此，這種地質層在此後水平面振動期間便極易被大氣陵削作用和海水作用所侵蝕。然而，根據霍普金斯先生（Mr.Hopkins）的意見，如果地面的一部分在升起以後和未被剝蝕之前便行沉陷，那麼，在上升運動中所形成的沉積物雖然不厚，卻可能在以後受到新堆積物的保護，因而可以保存到一個長久的時期。
霍普金斯先生還表示他相信，水平面相當廣闊的沉積層很少會完全毀壞。但是一切地質學者，除了少數相信現在的變質片巖和深成巖曾經一度形成地球的原核（primordial nucleus）的人們以外，都承認深成巖外層的很大範圍已被剝蝕。因為這等岩石在沒有表被的時候，很少可能凝固和結晶；但是，變質作用如果在海洋的深底發生，則岩石以前的保護性表被大概不會很厚。這樣，如果承認片麻巖、雲母片巖、花崗岩、閃長巖等等必定一度曾被覆蓋起來，那麼對於世界許多地方的這等岩石的廣大面積都已裸露在外，除了根據它們的被覆層已被完全剝蝕了的信念，我們怎能得到解釋呢？廣大面積上都有這等岩石的存在，是無可懷疑的：巴賴姆（Parime）的花崗岩地區，據洪堡（Humboldt）的描述，至少比瑞士大十九倍。在亞馬遜河之南，布埃（Boue)曾劃出一塊由花崗岩構成的地區，它的面積等於西班牙、法國、意大利、德國的一部以及英國諸島的面積的總合。這一地區還沒有仔細被調查過，但是根據旅行家們所提出的一致證據，花崗岩的面積是很大的，例如，馮埃虛維格（Von Eschwege）曾經詳細地繪製了這種岩石的區域圖，它從里約熱內盧延伸到內地，成一直線，長達260地理的英里；我朝另一方向旅行過150英里，所看到的全是花崗岩。有無數標本是沿著從里約熱內盧到普拉他河口的全部海岸（全程1，100地理的英里）搜集來的，我檢查過它們，它們都屬於這一類岩石。沿著普拉他河全部北岸的內地，我看到除去近代的第三紀層外，只有一小部分是屬於輕度變質岩的，這大概是形成花崗岩系的一部分原始被覆物的唯一岩石。現在談談大家所熟知的地區，美國和加拿大，我曾根據羅傑斯教授（Prof．H.D.Rogers）的精美地圖所指出的，把它剪下來，並用剪下圖紙的重量來計算，我發見變質岩（半變質岩不包含在內）和花崗岩的比例是19:12．5，二者的面積超過了全部較新的古生代地質層。在許多地方，如果把一切不整合地被覆在變質岩和花崗岩上面的沉積層除去，則變質岩和花崗岩比表面上所見到的還要伸延得廣遠，而沉積層本來不能形成結晶花崗岩的原
始被覆物。因此，在世界某些地方的整個地質層可能已經完全被磨滅了，以致沒有留下一點遺跡。
這裡還有一事值得稍加注意。在上升期間，陸地面積以及連接的海的淺灘面積將會增大，而且常常形成新的生物生活場所：前面已經說過，那裡的一切環境條件對於新變種和新種的形成是有利的；但是這等期間在地質紀錄上一般是空白的。另一方面，在沉陷期間，生物分佈的面積和生物的數目將會減少（最初分裂為群島的大陸海岸除外），結果，在沉陷期間，雖然會發生生物的大量絕滅，但少數新變種或新物種卻會形成；而且也是在這一沉陷期間，富含化石的沉積物將被堆積起來。
任何一個地質層中許多中間變種的缺乏
根據上述的這些考察，可知地質記載，從整體來看，無疑是極不完全的。但是，如果把我們的注意力只局限在任何一種地質層上，我們就更難理解為什麼始終生活在這個地質層中的近似物種之間，沒有發見密切級進的諸變種。同一個物種在同一地質層的上部和下部呈現著一些變種，這些情形曾見於記載；特勞希勒得（Trautschold）所舉出的有關菊石（Ammonites）的許多事例便是這樣的；又如喜幹道夫（Hi1gendorf）曾描述過一種極奇異的情形——在瑞士淡水沉積物的連續諸層中有復形扁卷螺（Planorbismultiformis）的十個級進的類型，雖然各地質層的沉積無可爭論地需要極久的年代，還可以舉出若干理由來說明為什麼在各個地質層中普通不包含一條級進的連鎖系列，介於始終在那裡生活的物種之間；但我對於下述理由還不能給予適當相稱的評價。
雖然各地質層可以表示一個極久時間的過程，但比起一個物種變為另一個物種所需要的時間，可能還顯得短些。二位古生物學者勃龍和伍德沃德（Woodward）曾經斷言各地質層的平均存續期間比物種的類型的平均存續期間長二倍或三倍。我知道他們的意見雖然很值得尊重，但是，在我看來，似乎有不可克服的許多困難，阻礙著我們對於這種意見作出任何恰當的結論。當我們看到一個物種最初在任何地質層的中央部分出現時，就會極其輕率地去推論它以前不曾在他處存在過。還有，當我們看到一個物種在一個沉積層最後部分形成以前就消滅了的時候，將會同等輕率地去假定這個物種在那時已經絕滅了。我們忘記了歐洲的面積和世界的其他部分比較起來是何等的小;而全歐洲的同一地質層的幾個階段也不是完全確切相關的。
我們可以穩妥地推論，一切種類的海產動物由於氣候的和其他的變化，都曾作過大規模的遷徙；當我們看到一個物種最初在任何地質層中出現時，可能是這個物種在那個時候初次遷移到這個區域中去的。例如，眾所周知，若干物種在北美洲古生代層中出現的時間比在歐洲同樣地層中出現的時間為早；這顯然由於它們從美洲的海遷移到歐洲的海中是需要時間的。在考察世界各地的最近沉積物的時候，到處都可看見少數至今依然生存的某些物種在沉積物中雖很普通，但在周圍密接的海中則已絕滅，或者，相反的，某些物種在周圍鄰接的海中現在雖很繁盛，但在這一特殊的沉積物中卻是絕無僅有。考察一下歐洲冰期內（這只是全地質學時期的一部分）的生物的確實遷徙量；並且考察一下在這冰期內的海陸滄桑的變化，氣候的極端變化，以及時間的悠久經過，將是最好的一課。然而含有化石遺骸的沉積層，在世界的任何部分，是否曾經在這一冰期的整個期間於同一區域內連續進行堆積，是可以懷疑的。例如，密西西比（Mississippi）河口的附近，在海產動物最繁生的深度範圍以內，沉積物大概不是在冰期的整個期間內連續堆積起來的：因為我們知道，在這個期間內，美洲的其他地方曾經發生過巨大的地理變化。像在密西西比河口附近淺水中於冰期的某一部分期間內沉積起來的這等地層，在上升的時候，生物的遺骸由於物種的遷徙和地理的變化，大概會最初出現和消失在不同的水平面中。在遙遠的將來，如果有一位地質學者調查這等地層，大概要試作這樣的結論，認為在那裡埋藏的化石生物的平均持續過程比冰期的期間為短，而實際上卻遠比冰期為長，這就是說，它們從冰期以前一直延續到今日。
如果沉積物能在長久期間內連續進行堆積，並且這期間足夠進行緩慢的變異過程，那麼在這樣的時候，才能在同一個地質層的上部和下部得到介於兩個類型之間的完全級進的系列；因此，這堆積物一定是極厚的；並且進行著變異的物種一定是在整個期間內部生活在同一區域中。但是我們已經知道，一個厚的而全部含有化石的地質層，只有在沉陷期間才能堆積起來；並且沉積物的供給必須與沉陷量接近平衡，使海水深度保持接近一致，這樣才可以使同種海產物種在同一地方內生活；但是，這種沉陷運動有使沉積物所來自的地面沉沒在水中的傾向，這樣，在沉陷運動連續進行的期間，沉積物的供給便會減少。事實上，沉積物的供給和沉陷量之間的完全接近平衡，大概是一種罕見的偶然事情；因為不止一個古生物學者都觀察到在極厚的沉積物中，除了它們的上部和下部的範圍附近，通常是沒有生物遺骸的。
各個單獨的地質層，也和任何地方的整個地質層相似，它的堆積，一般是間斷的。當看到，而且確能常常看到，一個地質層由極其不同的礦物層構成時，我們可以合理地去設想沉積過程或多或少是曾經間斷過的。雖然極其精密地對一個地質層進行考察，但關於這個地質層的沉積所耗費的時間長度，我們並不能得到任何概念。許多事例闡明，厚僅數英尺的岩層，卻代表著其他地方厚達數千英尺的、因而在堆積上需要莫大時間的地層。忽視這一事實的人們，甚至會懷疑這樣薄的地質層會代表長久時間的過程。還有，一個地質層的下層在升高後，被剝蝕、再沉沒，繼而被同一地質層的上層所覆蓋，在這方面其例也很多。這等事實闡明，在它的堆積期間內有何等廣闊面容易被人忽視的間隔時期。在另外一些情形裡，巨大的化石樹依然像當時生長時那樣地直立著，這明顯地證明了，在沉積過程中，有許多長的間隔期間以及水平面的變化，如果沒有這等樹木被保存下來，大概不會想像出時間的間隔和水平面的變化的。例如，萊爾爵士和道森博士曾在新斯科捨（NovaScotia）發見了1,400英尺厚的石炭紀層，它含有古代樹根的層次，彼此相疊，不少於68個不同的水平面。因此，如果在一個地質層的下部、中部和上部出現了同一個物種時，可能是這個物種沒有在沉積的全部期間生活在同一地點，而是在同一個地質時代內它曾經經過幾度的絕跡和重現。所以，如果這個物種在任何一個地質層的沉積期間內發生了顯著的變異，則這一地質層的某一部分不會含有在我們理論上一定存在的一切微細的中間級進，而只是含有突然的、雖然也許是輕微的、變化的類型。
最重要的是要記住，博物學者們沒有金科玉律用來區別物種和變種；他們承認各個物種都有細小的變異性，但當他們遇到任何兩個類型之間有稍微大一些的差異量，而沒有最密切的中間級進把它們連接起來，就要把這兩個類型列為物種；按照剛才所講的理由，我們不可能希望在任何一個地質的斷面中都看到這種連接。假定B和C是二個物種，並且假定在下面較古的地層中發見了第三個物種A；在這種情形下，縱使A嚴格地介於B和C之間，除非它能同時地被一些極密切的中間變種與上述任何一個類型或兩個類型連接起來，A就會簡單地被排列為第三個不同的物種。不要忘記，如同前面所解釋的，A也許是B和C的真正原始祖先，而且在各方面並不一定嚴格地都介於它們二者之間。所以，我們可能從同一個地質層的下層和上層中得到親種和它的若干變異了的後代，不過如果我們沒有同時得到無數的過渡級進，我們將辨識不出它們的血統關係，因而就會把它們排列為不同的物種。
眾所周知，許多古生物學者們是根據何等微小的差異來區別他們的物種的。如果這些標本得自同一個地質層的不同層次，他們就會更不猶豫地把它們排列為不同的物種。某些有經驗的貝類學者，現在已把多比內（D'Orbigny）和其他學者所定的許多極完全的物種降為變種了；並且根據這種觀點，我們確能看到按照這一學說所應當看到的那類變化的證據。再看一看第三紀末期的沉積物、大多數博物學者都相信那裡所含有的許多貝殼和現今生存的物種是相同的；但是某些卓越的博物學者，如阿加西斯和匹克推特（Pictet），卻主張所有這等第三紀的物種和現今生存的物種都是明確不同的，雖然它們的差別甚微；所以，除非我們相信這些著名的博物學者被他們的空想所誤，而承認第三紀後期的物種確與它們的現今生存的代表並沒有任何不同，或者除非我們與大多數博物學者的判斷相反，承認這等第三紀的物種確與近代的物種完全不同，我們就能在這裡獲得所需要的那類微細變異屢屢發生的證據。如果我們觀察一下稍微廣闊一些的間隔時期，就是說觀察一下同一個巨大地質層中的不同而連續的層次，我們就會看到其中埋藏的化石，雖然普通被列為不同的物種，但彼此之間的關係比起相隔更遠的地質層中的物種，要密切得多；所以，關於朝著這個學說所需要的方向的那種變化，我們在這裡又得了無疑的證據；但是關於這個問題，我將留待下章再加討論。
關於繁殖快而移動不大的動物和植物，像前面已經看到的那樣，我們有理由來推測，它們的變種最初一般是地方性的；這等地方性的變種，非到它們相當程度地被改變了和完成了，不會廣為分佈和排除它們的親類型的。按照這種觀點，在任何地方的一個地質層中要想發見任何兩個類型之間的一切早期過渡階段的機會是很小的，因為連續的變化被假定是地方性的，即局限於某一地點的。大多數海產動物的分佈範圍都是廣大的；並且我們看到，在植物裡，分佈範圍最廣的，最常呈現變種；所以，關於貝類以及其他海產動物，那些具有最廣大分佈範圍的，遠遠超過已知的歐洲地質層界限以外的，最常先產生地方變種，終於產生新物種；因此，我們在任何一個地質層中查出過渡諸階段的機會又大大地被減少了。
近來福爾克納博士（Dr.Falconer）所主張的一種更重要的議論，引致了同樣的結果，即各個物種進行變化的時期，雖然用年代計算是長久的，但比起它們沒有進行任何變化的時期，大概還是短的。
不應忘記，在今日能用中間變種把兩個類型連接起來的完全標本是很稀少的，這樣，除非從許多地方採集到許多標本以後，很少能證明它們是同一個物種。而在化石物種方面很少能夠做到這樣。我們只要問問，例如，地質學者在某一未來時代能否證明我們的牛、綿羊、馬和狗的各品種是從一個或幾個原始祖先傳下來的，又如，棲息在北美洲海岸的某些海貝實際上是變種呢，還是所謂的不同物種呢？——它們被某些貝類學者列為物種，不同於它們的歐洲代表種，而被其他一些貝類學者僅僅列為變種，這樣問了之後，我們恐怕就能最好地瞭解用無數的、微細的、中間的化石連鎖來連接物種是不可能的。未來的地質學者只有發見了化石狀態的無數中間級進之後，才能證明這一點，而這種成功是極其不可能的。
相信物種的不變性的作者們反覆地主張地質學沒有提供任何連鎖的類型。我們在下章將會看到這種主張肯定是錯誤的。正如盧伯克爵士說過的，「各個物種都是其他近似類型之間的連鎖」。如果我們以一個具有二十個現存的和絕滅的物種的屬為例，假定五分之四被毀滅了，那麼沒有人會懷疑殘餘的物種彼此之間將會顯得格外不同。如果這個屬的兩極端類型偶然這樣被毀滅了，那麼這個屬將和其他的近似屬更不相同。地質學研究所沒有揭發的是，以前曾經有無限數目的中間級進存在過，它們就像現存變種那樣地微細，並且把幾乎所有現存的和絕滅的物種連結在一起。但不應期望可以做到這樣；然而這卻被反覆地提出，作為反對我的觀點的一個最重大的異議。
用一個想像的例證把上述地質記錄不完全的諸原因總結一下，還是值得的。馬來群島的面積大約相當於從北角（North Cape）到地中海以及從英國到俄羅斯的歐洲面積；所以，除去美國的地質層之外，它的面積與和一切多少精確調查過的地質層的全部面積不相上下。我完全同意戈德溫-奧斯汀先生（Mr.Godwin-Austen）的意見，他認為馬來群島的現狀（它的無數大島嶼已被廣闊的淺海所隔開），大概可以代表以前歐洲的大多數地質層正在進行堆積的當時狀況。馬來群島在生物方面是最豐富的區域之一;然而，如果把一切曾經生活在那裡的物種都搜集起來，就會看出它們在代表世界自然史上將是何等地不完全！
但是我們有各種理由可以相信，馬來群島的陸棲生物在我們假定堆積在那裡的地質層中，一定被保存得極不完全。嚴格的海岸動物，或生活在海底裸露岩石上的動物，被埋藏在那裡的，不會很多；而且那些被埋藏在礫石和沙中的生物也不會保存到久遠的時代。在海底沒有沉積物堆積的地方，或者在堆積的速率不足以保護生物體腐敗的地方，生物的遺骸便不能被保存下來。
富含各類化石的、而且其厚度在未來時代中足以延續到如過去第二紀層那樣悠久時間的地質層，在群島中一般只能於沉陷期間被形成。這等沉陷期間彼此要被巨大的間隔時期所分開，在這間隔時期內，地面或者保持靜止或者繼續上升；當繼續上升的時候，在峻峭海岸上的含化石的地質層，會被不斷的海岸作用所毀壞，其速度差不多和堆積速度相等，就如我們現今在南美洲海岸上所見到的情形那樣，在上升期間，甚至在群島間的廣闊淺海中，沉積層也很難堆積得很厚，或者說也很難被其後的沉積物所覆蓋或保護，因而沒有機會可以存續到久遠的未來。在沉陷期間，生物絕滅的大概極多；在上升期間，大概會出現極多的生物變異，可是這個時候的地質紀錄更不完全。
群島全部或一部分沉陷以及與此同時發生的沉積物堆積的任何漫長時間，是否會超過同一物種類型的平均持續期間，是可以懷疑的；這等偶然的事情對於任何二個或二個以上物種之間的一切過渡級進的保存是不可缺少的。如果這等級進，沒有全部被保存下來，過渡的變種看去就好像是許多新的雖然是密切近似的物種。各個沉陷的漫長期間還可能被水平面的振動所間斷，同時在這樣長久的期間內，輕微的氣候變化也可能發生；在這等情形下，群島的生物就要遷移，因而在任何一個地質層裡就不能保存有關它們變異的密切連接的紀錄。
群島的多數海產生物，現在已超越了它的界限而分佈到數千英里以外；以此類推，可以明確地使我們相信，主要是這些廣為分佈的物種，縱使它們之中只有一些能夠廣為分佈，最常產生新變種；這等變種最初是地方性的即局限於一個地方的，但當它們得到了任何決定性的優勢，即當它們進一步變異和改進時，他們就會慢慢地散佈開去，並且把親緣類型排斥掉。當這等變種重返故鄉時，因為它們已不同於先前的狀態，雖然其程度也許是極其輕微的，並且因為它們被發見都是埋藏在同一地質層的稍稍不同的亞層中，所以按照許多古生物學者所遵循的原理，這些變種大概會被列為新而不同的物種。
如果這等說法有某種程度的真實性，我們就沒有權利去期望在地質層中找到這等無限數目的、差別微小的過渡類型，而這些類型，按照我們的學說，曾經把一切同群的過去物種和現在物種連接在一條長而分枝的生物連鎖中。我們只應尋找少數的連鎖，並且我們確實找到了它們——它們的彼此關係有的遠些，有的近些；而這等連鎖，縱使曾經是極密切的，如果見於同一地質層的不同層次，也會被許多生物學者列為不同的物種。我不諱言，如果不是在每一地質層的初期及末期生存的物種之間缺少無數過渡的連鎖，而對我的學說構成如此嚴重威脅的話，我將不會想到在保存得最好的地質斷面中，紀錄還是如此貧乏。
全群近似物種的突然出現
物種全群在某些地質層中突然出現的事情，曾被某些古生物學者——如阿加西斯、匹克推特和塞奇威克（Sedgwick）——看作是反對物種能夠變遷這一信念的致命異議。如果屬於同屬或同科的無數物種真的會一齊產生出來，那麼這種事實對於以自然選擇為依據的進化學說，的確是致命的。因為依據自然選擇，所有從某一個祖先傳下來的一群類型的發展，一定是一個極其緩慢的過程；並且這些祖先一定在它們的變異了的後代出現很久以前就已經生存了。但是，我們常常把地質紀錄的完全性估價得過高，並且由於某屬或某科未曾見於某一階段，就錯誤地推論它們以前沒有在那個階段存在過。在所有的情形下，只有積極性的古生物證據，才可以完全信賴；而消極性的證據，如經驗所屢屢指出的，是沒有價值的，我們常常忘記，整個世界與被調查過的地質層的面積比較起來，是何等地巨大；我們還會忘記物種群在侵入歐洲的古代群島和美國以前，也許在他處已經存在了很久，而且已經慢慢地繁衍起來了。我們也沒有適當地考慮到在我們的連續地質層之間所經過的間隔時間，——在許多情形下，這一時間大概要比各個地質層堆積起來所需要的時間更長久。這些間隔會給予充分的時間以使物種從某一個親類型繁生起來：而這等群或物種在以後生成的地質層中好像突然被創造出來似地出現了。
這裡我要把以前已經說過的話再說一遍，即，一種生物對於某種新而特別的生活方式的適應，例如空中飛翔，大概是需要長久連續的年代的；結果，它們的過渡類型常常會在某一區域內留存很久；但是，如果這種適應一旦成功，並且少數物種由於這種適應比別的物種獲得了巨大的優勢，那麼只要較短的時間就能產生出許多分歧的類型來，這些類型便迅速地、廣泛地散佈於全世界。匹克推特教授在對本書的優秀書評裡，評論了早期的過渡類型，並以鳥類作為例證，他不能看出假想的原始型的前肢的連續變異可能有什麼利益。但是看一看「南方海洋」（Southern Ocean）上的企鵝；這等鳥的前肢，不是處於「既非真的臂、也非真的翼」這種真正的中間狀態之下嗎？然而這等鳥在生活鬥爭中勝利地佔據了它們的地位；因為它們的個體數目是無限多的，而且它們的種類也是很多的。我並不是假定這裡所見到的就是烏翅所曾經經過的真實過渡級進。但是翅膀大概可以有利於企鵝的變異了的後代，使它首先變為像大頭鴨那樣地能夠在海面上拍拍，終於可以從海面飛起而滑翔於空中，相信這一點又有什麼特別的困難呢？
我現在舉幾個少數例子，來證明前面的話，並且示明在假定全群物種曾經突然產生的事情上我們何等容易犯錯誤。甚至在匹克推特關於古生物學的偉大著作第一版（出版於1844-46年）和第二版（1853-57年）之間的那樣一個短暫期間內，對於幾個動物群的開始出現和消滅的結論）就有很大的變更；而第三版大概還需要有更大的改變。我可以再提起一件熟知的事實，在不久之前發表的一些地質學論文中，都說哺乳動物是在第三紀開頭才突然出現的。而現在已知的富含化石哺乳動物的堆積物之一。是屬於第二紀層的中央部分的；並且在接近這一個大紀開頭的新紅沙巖中發見了真的哺乳動物。居維葉一貫主張，在任何第三紀層中沒有猴子出現過；但是，目前在印度、南美洲和歐洲已於更古的第三紀中新世層中發見了它的絕滅種。若不是在美國的新紅沙巖中有足跡被偶然保存下來，誰敢設想在那時代至少有不下三十種不同的鳥形動物——有些是巨大的——曾經存在呢？而在這等岩層中沒有發現這等動物遺骨的一塊碎片。不久以前，一些古生物學者主張整個鳥綱是在始新世突然產生的；但是現在我們知道，根據歐文教授的權威意見，在上部綠沙巖的沉積期間的確己有一種鳥生存了；更近，在索倫何芬（Solenhofen）的鮞狀板岩（ooliiic slates）中發見了一種奇怪的鳥，即始祖鳥，它們具有晰蠍狀的長尾，尾上每節生有一對羽毛，並且翅膀上生有二個發達的爪。任何近代的發見沒有比這個發見更有力地闡明瞭，我們對於世界上以前的生物，所知道的是何等之少。
我再舉一例，這是我親眼看到的，它曾使我大受感動。我在一篇論化石無柄蔓足類的報告裡曾說道，根據現存的和絕滅的第三紀物種的大量數目，根據全世界——從北極到赤道——棲息於從高潮線到50英尋各種不同深度中的許多物種的個體數目的異常繁多，根據最古的第三紀層中被保存下來的標本的完整狀態，根據甚至一個殼瓣（valve）的碎片也能容易地被辨識：根據這一切條件，我曾推論如果無柄蔓足類曾經生存於第二紀，它們肯定地會被保存下來而且被發見；但因為在這一時代的一些岩層中並沒有發見過它們的一個物種，所以我曾斷言這一大群是在第三紀的開頭突然發展起來的。這使我很痛苦，因為當時我想，這會給物種的一個大群的突然出現增加一個事例。但是當我的著作就要出版的時候，一位練達的古生物學者波斯開先生（M.Bosquet）寄給我一張完整的標本圖，它無疑是一種無柄蔓足類，這化石是他親手從比利時的白堊層中採到的。就好像是為了使這種情形愈加動人似的，這種蔓足類是屬於一個很普通的、巨大的、遍地存在的一屬，即籐壺屬，而在這一屬中還沒有一個物種曾在任何第三紀層中被發見過。更近的時候，伍德沃德在白堊層上部發見了無柄蔓足類的另外一個亞科的成員，四甲籐壺（Pyrgoma）；所以我們現在已有豐富的證據來證明這群動物曾在第二紀存在過。
有關全群物種分明突然出現的情形，被古生物學者常常提到的，就是硬骨魚類。阿加西斯說，它們的出現是在白堊紀下部。這一魚類包含現存物種的大部分。但是，株羅紀的和三疊紀的某些類型現在普通都被認為是硬骨魚類；甚至某些古生代的類型也這樣被一位高等權威學者分在這一類裡。如果硬骨魚類真是在北半球的白堊層開頭時突然出現的，這當然是值得高度注意的事實；但是，除非能闡明這一物種在世界其他地方也在同一時期內突然地和同時地發展了，它並沒有造成不可克服的困難。在赤道以南並沒有發見過任何化石魚類，對此就不必多說了；而且讀了匹克推特的古生物學，當可知道在歐洲的幾個地質層也只發見過很少物種。某些少數魚科現今的分佈範圍是有限制的；硬骨魚類先前大概也有過相似的被限制的分佈範圍，它們只是在某一個海裡大事發展之後，才廣泛地分佈開去。同時我們也沒有任何權利來假定世界上的海從南到北永遠是自由開放的，就像今天的情形那樣。甚至在今天，如果馬來群島變為陸地，則印度洋的熱帶部分大概會形成一個完全被封鎖的巨大盆地，在那裡海產動物的任何大群都可能繁衍起來；直到它們的某些物種變得適應了較冷的氣候，並且能夠繞過非洲或澳洲的南方的角，而因此到達其他遠處海洋時，這等動物大概要局限在那一地區的。
根據這等考察，根據我們對於歐洲和美國以外地方的地質學的無知，並且根據近十餘年來的發見所掀起的古生物學知識中的革命，我認為對於全世界生物類型的演替問題進行獨斷，猶如一個博物學者在澳洲的一個不毛之地呆了五分鐘之後就來討論那裡生物的數量和分佈範圍一樣，似乎是太輕率了。
近似物種群在已知的最下化石層中的突然出現
還有一個相似的難點，更加嚴重。我所指的是動物界的幾個主要部門的物種在已知的最下化石岩層中突然出現的情形。大多數的討論使我相信，同群的一切現存物種都是從一個單一的祖先傳下來的，這也同樣有力地適用於最早的既知物種。例如，一切寒武紀的和志留紀的三葉蟲類（trilobites）都是從某一種甲殼動物傳下來的，這種甲殼類一定遠在寒武紀以前就已生存了，並且和任何既知的動物可能都大大有所不同。某些最古的動物，如鸚鵡螺（Nautilus）、海豆芽（Lingula）等等，與現存物種並沒有多大差異；按照我們的學說，這些古老的物種不能被假定是其後出現的同群的一切物種的原始祖先，因為它們不具有任何的中間性狀。
所以，如果我的學說是真實的，遠在寒武紀最下層沉積以前，必然要經過一個長久的時期，這時期與從寒武紀到今日的整個時期相比，大概一樣地長久，或者還要更長久的多；而且在這樣廣大的時期內，世界上必然已經充滿了生物。這裡我們遇到了一個強有力的異議；出為地球在適於生物居住的狀態下是否已經經歷了那麼長久，似可懷疑。湯普森爵士（Sir.W.Thompson）斷言，地殼的凝固不會在二千萬年以下或四億萬年以上，大概是在九千八百萬年以下或二億萬年以上。如此廣泛的差限，表明了這些數據是很可懷疑的；而且其他要素今後還可能被引入到這個問題裡來。克羅爾先生計算自從寒武紀以來大約已經經過六千萬年，但是根據從冰期開始以來生物的微小變化量來判斷，這與寒武紀層以來生物確曾發生過大而多的變化相比較，六千萬年似乎太短；而且以前的一億四千萬年對於在寒武紀中已經存在的各種生物的發展，也不能被看作是足夠的。然而，如湯普森爵士所主張的，在極早的時代，世界所處的物理條件，其變化可能比今日更加急促而激烈；而這等變化則有助於誘使當時生存的生物以相應速率發生變化。
至於在寒武系以前的這等假定最早時期內，為什麼沒有發見富含化石的沉積物呢？關於這一問題我還不能給予圓滿的解答。以默奇森爵士為首的幾位卓越的地質學者們最近還相信，我們在志留紀最下層所看到的生物遺骸，是生命的最初曙光。其他一些高度有能力的鑒定者們，如萊爾和福布斯，則反對這一結論。我們不要忘記，精確知道的，不過是這個世界的一小部分。不久以前，巴蘭得（M.Barrande）在當時已知的志留系之下，發見了另外一個更下的地層，這一層富有特別的新物種；而現在希克斯先生（Mr.Hicks）在南威爾士（South Wales）的更下面的下寒武紀層中，發見了富有三葉蟲的、而且含有各種軟體動物和環蟲類的岩層。甚至在某些最低等的無生巖（azoicrock）中，也有磷質小塊初瀝青物質存在,這大概暗示了在這等時期中的生命。加拿大的勞倫紀層中有始生蟲（Eozoon）存在，已為一般所承認。在加拿大的志留系之下有三大系列的地層，在最下面的地層中曾發見過始生蟲。洛根爵士（Sir W.Logan）說道：「這三大系列地層總和起來的厚度可能遠遠超過以後從古生代基部到現在的所有岩石的厚度。如此，我們就被帶回到一個如此遼遠的時代，以致某些人可能把巴蘭得所謂的原始動物的出現，看作是比較近代的事情。」始生蟲的體制在一切動物綱中是最低級的，但是在它所屬的這一綱中它的體制卻是高級的；它曾以無限的數目存在過，正如道森博士所說的，它肯定以其他的微小生物為食餌，而這些微小生物也一定是大量生存的。因此，我在1859年所寫的有關生物遠在寒武紀以前就已存在的一些話——這和以後洛根爵士所說的幾乎相同——被證明是正確的了。儘管如此，要對寒武系以下為什麼沒有富含化石的巨大地層的疊積，舉出任何好的理由，還是有很大困難的。要說那些最古的岩層已經由於剝蝕作用而完全消失，或者說它們的化石由於變質作用而整個消滅，似乎是不可能的，因為，果真如此，我們就會在繼它們之後的地質層中只發見一些微小的殘餘物，並且這等殘餘物常常是以部分的變質狀態存在的。但是，我們所擁有的關於俄羅斯和北美洲的巨大地面上的志留紀沉積物的描述，並不支持這樣的觀點：一個地質層愈古愈是不可避免地要蒙受極度的剝蝕作用和變質作用。
目前對於這種情形還無法加以解釋；因而這會被當作一種有力的論據來反對本書所持的觀點。為了指出今後可能得到某種解釋，我願提出以下的假說。根據在歐洲和美國的若干地質層中的生物遺骸——它們似乎沒有在深海中棲息過一的性質；並且根據構成地質層的厚達數英里的沉積物的量，我們可以推論產生沉積物的大島嶼或大陸地，始終是處在歐洲和北美洲的現存大陸附近。後來阿加西斯和其他一些人也採取了同樣的觀點。但是我們還不知道在若干連續地質層之間的間隔期間內，事物的狀態曾經是怎樣的；歐洲和美國在這等間隔期間內，究竟是乾燥的陸地，還是沒有沉積物沉積的近陸海底，或者是一片廣闊的、深不可測的海底，我們還不知道。
看看現今的海洋，它是陸地的三倍，那裡還散佈著許多島嶼；但是我們知道，除新西蘭以外，幾乎沒有一個真正的海洋島（如果新西蘭可以被稱為真正的海洋島）提供過一件古生代或第二紀地質層的殘餘物。因此，我們大概可以推論，在古生代和第二紀的時期內，大陸和大陸島嶼沒有在今日海洋的範圍內存在過；因為，如果它們曾經存在過，那麼古生代層和第二紀層就有由它們的磨滅了的和崩潰了的沉積物堆積起來的一切可能；並且這等地層，由於在非常長久時期內一定會發生水平面的振動，至少有一部分隆起了。於是，如果我們從這等事實可以推論任何事情，那麼我們就可以推論，在現今海洋展開的範圍內，自從我們有任何紀錄的最古遠時代以來，就曾有過海洋的存在；另一方面我們也可以推論，在現今大陸存在的處所，也曾有過大片陸地存在，它們自從寒武紀以來無疑地蒙受了水平面的巨大振動。在我的論珊瑚礁一書中所附的彩色地圖，使我作出如下的結論，即各大海洋至今依然是沉陷的主要區域。大的群島依然是水平面振動的區域，大陸依然是上升的區域。但是我們沒有任何理由設想，自從世界開始以來，事情就是這樣依然如故的。我們大陸的形成，似乎由於在多次水平面振動的時候，上升力量佔優勢所致；但是這等優勢運動的地域，難道在時代的推移中沒有變化嗎？遠在寒武紀以前的一個時期中，現今海洋展開的處所，也許有大陸曾經存在過，而現今大陸存在的處所，也許有清澄廣闊的海洋曾經存在過，例如，如果太平洋海底現在變為一片大陸，縱使那裡有比寒武紀層還古的沉積層曾經沉積下來，我們也不應假定它們的狀態是可辨識的。因為這些地層，由於沉陷到更接近地球中心數英里的地方，並且由於上面有水的非常巨大的壓力，可能比接近地球表面的地層，要蒙受遠為嚴重的變質作用。世界上某些地方的裸露變質岩的廣大區域，如南美洲的這等區域，一定曾在巨大壓力下蒙受過灼熱的作用，我總覺得對於這等區域，似乎需要給予特別的解釋；我們大概可以相信，在這等廣大區域裡，我們可以看到許多遠在寒武紀以前的地質層是處在完全變質了的和被剝蝕了的狀態之下的。
這裡所討論的幾個難點是，——雖然在我們的地質層中看到了許多介於現今生存為物種和既往曾經生存的物種之間的連鎖，但並沒有看見把它們密切連接在一起的無數微細的過渡類型；——在歐洲的地質層中，有若干群的物種突然出現；——照現在所知，在寒武紀層以下幾乎完全沒有富含化石的地質層；——所有這一切難點的性質無疑都是極其嚴重的。最卓越的古生物學者們，即居維葉、阿加西斯、巴蘭得、匹克推特、福爾克納、福布斯等，以及所有最偉大的地質學者們，如萊爾、默奇森、塞奇威克等，都曾經一致地而且常常猛烈地堅持物種的不變性。因此我們就可以看到上述那些難點的嚴重情形了。但是，萊爾爵士現在對於相反的一面給予了他的最高權威的支持；並且大多數的地質學者和古生物學者對於他們的以前信念也大大地動搖了。那些相信地質紀錄多少是完全的人們，無疑還會毫不猶豫地反對這個學說的。至於我自己，則遵循萊爾的比喻，把地質的紀錄看作是一部已經散失不全的、並且常用變化不一致的方言寫成的世界歷史；在這部歷史中，我們只有最後的一卷，而且只與兩三個國家有關係。在這一卷中，又只是在這裡或那裡保存了一個短章；每頁只有寥寥幾行。慢慢變化著的語言的每個字，在連續的各章中又多少有些不同，這些字可能代表埋藏在連續地質層中的、而且被錯認為突然發生的諸生物類型。按照這種觀點，上面所討論的難點就可以大大地縮小，或者甚至消失。
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