幸運的是，在各個大陸上，攀緣植物的數量很多，在各種不同的科裡都可以找到這種植物的蹤跡。在植物的五十九個目中，攀緣植物佔四十五個。通過許多實例，達爾文得出一個結論：葉子攀緣植物很有可能是從纏繞植物演變來的，因為兩者之間存在許多過渡形態。而且，在多數葉子攀緣植物身上仍然可以看到纏繞植物特有的旋繞運動，這種旋繞是為了方便它們找到支柱。與此同時，從葉子攀緣植物轉變成帶捲鬚的植物是很容易的，因為這些捲鬚通常就是由葉子或花柄演變而來的，比如葡萄。另外，捲鬚植物減少了節間的旋繞運動，這一點比葉子攀緣植物要便利許多。值得說明的是，葉子攀緣植物和捲鬚植物中間也存在著許多過渡形態。
一些攀緣植物的特殊性質也是值得關注的。比如，達爾文提到的一些籐本植物的捲鬚，像是紫威捲鬚，它們對光滑的樹幹和粗糙的樹皮不感興趣，而對苔蘚、亞麻或獸毛之類的絨毛情有獨鍾，一旦遇到這類事物，它們就緊緊地依附其上。為了驗證這一點，達爾文專門囑托虎克留心爬有此類籐本植物的樹木，讓他看看這些樹幹上可否長有苔蘚或者地衣。當時，達爾文得知虎克正準備前往南方。此外，達爾文對野葡萄的器官也很好感，因為這種葡萄的捲鬚的頂端長有一個特殊的突起物，正是依靠這個突起，野葡萄能夠懸空地附著在牆壁上，並順著牆壁攀爬。不過，達爾文不僅僅滿足於研究這些，更多有趣的特殊器官引起了達爾文的關注。
達爾文完成了有關攀緣植物的論文以後，就將論文寄給了《林綱學會會報》。1965年，該論文發表了。事隔十年，達爾文又將植物運動問題拿出來重新研究。從這裡我們可以看出：在這些植物學著作上，達爾文沒有花費太大氣力。
然而，達爾在著作《動物和植物在家養下的變異》上傾注了大量的精力，為了完成這部著作，達爾文進行了長時間的辛勤勞動。
我們知道，達爾文是從人類的實踐，從人工選擇中得出自然選擇理論的，因此這個理論具有不同凡響的生命力。先前也是考慮到這個原因，在首次《物種起源》一書時，達爾文不顧賴文的意見，堅持使用「自然選擇」、「選擇」這類在實踐中廣泛運用的詞語。在《動物和植物在家養下的變異》一書中，達爾文首次用一種極其深刻的方法對這種實踐進行研究和評價。達爾文在理順這種實踐時也有一個明顯的特點，但是，不久以前，這個特點被一些傲慢的人嘲笑得一文不值。
我們之前提過，達爾文在證明一些問題時，經常會引證一些通信人、專家或者是實踐家的證明和意見。在科學工作中，這種做法是一種慣用的模式，而一些不合常規的做法，似乎有些缺乏說服力。在引用一些已經出版的著作中的文字時，我們必須遵守業已成形的規則：準確地指出版本、年代、卷次和頁碼。在撰寫《動物和植物在家養下的變異》一書中，達爾文的博學多識得以充分展現：他在著作中大批量地運用引文，這些引文不僅包括純文獻資料，一些實踐家和專家的言論、觀點也被囊括其中。在從事書稿寫作時，達爾文很注重同這些實踐家和專家的聯繫，因為這是他的一種工作方法，這種方法顯示了很強的生命力。關於這一點，達爾文在《地質學》中說道：「向別人請教，可以獲得經驗。」
達爾文在《動物和植物在家養下的變異》前十章，對於家養動物和栽培植物的品種以及類別，作了詳盡的描述，並且嘗試去解決一個這樣的問題：一些類型的生物，它們的野生祖先可能是什麼？假如把這些生物置於家養狀態，它們將會發生何種變異？
在第一章，達爾文對家狗和家貓進行了詳細地分析；第二章提到了馬和驢；第三章涉及豬、牛、綿羊和山羊，第四章提及了家兔；第五章和第六章分析家鴿；第七章論述到家雞的情況；第八章對鴨、鵝、孔雀、吐綬雞、珠雞、金絲雀，以及金魚、蜜蜂和蠶逐一作了介紹；第九章和第十章將穀物、蔬菜、果樹、觀賞樹和花卉等家栽植物列入研究對像；剩下的章節，也就是從十一到二十八章，大面積地開始闡述理論。
在這本書中，達爾文取得了可喜的進步，因為他涉及了果實、花、葉、根條等的芽變知識。此外，達爾文花費很多心力去搜集了一些人們很感興趣的事實，比如，因為嫁接而產生了無性雜種。在這個問題上，達爾文指出：「在許多方面，嫁接雜種都與種子雜種很相像。通過這一事實，人們應該看到一個非常重要的生理學問題——一種新生物的產生不一定和雌雄生殖器官有必然的關聯。在生物現有的細胞組織中，就存在有可以引起變種的因素，這些因素，即使不通過性器官也能相互結合，並且產生表現兩親體生物性狀的新芽。」
書本的第十二章到第十四章，談及了遺傳問題，這是一個很值得我們關注的問題。一開始，達爾文就重點指出：一些新的性狀都具有遺傳性。針對這一點，達爾文說道：
產生一種新性狀以後，這種性狀通常都能以遺傳的形式傳遞給下一代。雖然這種遺傳性是暫時存在的，不過，在有的情況下，這種新性狀的生命力極其頑強。這是多麼不可思議的一種現象啊！
很久以前，實踐家們在培育出一些有益的家畜品種的時候，就開始採用系譜對動物進行雜交。甚至，在半開化的阿拉伯人各部族中，一直保持著他們的阿拉伯馬系譜。此外，在他們掌握了跑馬，獵犬甚至各種豬的優良品種系譜。實踐表明，一切優良品質通常都會通過親體遺傳給後代，要不然組建這種系譜就毫無益處。通過對多種情形的觀察，達爾文發現：動物由於某種手術或者傷害而引起的變異，也會遺傳給後代。當然，我們提及的這兩個實驗是達爾文引用別人的，前者是布朗-塞卡爾的試驗，後者是普羅斯佩爾·柳克的試驗。
在這幾章有關遺傳學的闡述裡，達爾文引用了大量的實際材料。這些材料讓他吃驚不小，雖然這些事實門類繁多，可是依然找不出規律，不能總結出在什麼時候，什麼狀況下，一些什麼特徵的性狀可以遺傳，而另一些不能。但是，這並不是說，達爾文主張遺傳力是純粹偶然地發生作用。對於這種困境，達爾文是這樣解釋的：在我們不清楚遺傳或不遺傳的原因時，只能說明一點：我們還很無知。他認為，性狀的穩定性並不是依靠性狀遺傳的久遠性來保證的。只要生存環境不變，這種性狀才能被頑強地遺傳。
對於返祖現象或返祖性問題，達爾文也予以很大的關注。在這裡，我們解釋一下返祖現象，這種現象其實就是指：一些在祖先身上具有的性狀，在其後的很多代中都沒有體現出來，但是，卻在相隔很遠的某一後代身上重新顯現出來，由此可以表明，這種性狀是以隱性的形式被代代相傳。通過這種現象，達爾文得出一個結論：遺傳和生長發育是由兩種不同的力量決定的。達爾文不僅注意到遺傳的性狀只遺傳給最先表現出這種性狀的情況，同時也留意了只限於一性遺傳這一現象的存在。比如，某一品種的牛，只會在公牛身上表現出無角性狀，但是這種性狀卻是通過母牛往下一代傳遞的。此外，達爾文還強調：一些到了一定年齡才會在親體身上呈現的性狀，在下一代也會在那個年紀（或者稍晚一些）將其體現出來。
在該書的第十五到十八章，達爾文研究的是雜交問題。他驚訝地發現：儘管大多數植物不能自花授粉，但是，從本質上看並有一定的準則。相反，它們有許多形式的過渡：有些植物進行自花受精時，產生的種子數量很多，但是生苗相對矮小；有些植物進行自花授粉時，產生的種子數量很少，甚至不產生種子，不過其子房會稍稍發育。還有一種植物，當它的花粉和柱頭一旦有所接觸，就如同毒藥一般開始相互反應。
通過大量的事實，達爾文得出一個結論：在血緣關係遠的生物之間進行雜交，通常是有利的，但對血緣關係近的生物進行交配，大部分情況下是有害的，儘管也存在一些特例。
在這裡，達爾文所作出的有關人工選擇的結論，我們不預備詳細討論，這些結論和《物種起源》裡的結論大體一致。不過，值得一提的是有關選擇的結束語，達爾文在結束語裡引用了一個精彩的比喻來解釋變異和選擇對於物種起源所起的作用。達爾文是這樣說的：