1832年二月二十八日，贝格尔舰在南美洲的巴西靠岸了。它将要从这里沿着南美洲大陆的东海岸由北向南，绕过合恩角，然后再沿着西海岸北上，进行长期的水文观测。达尔文在这段时间里，一有机会就登上南美洲大陆和附近的岛屿进行考察。他的足迹遍及巴西热带雨林、里约热内卢、马尔多纳多、萨尔瓦多、布宜诺斯艾利斯、圣菲、巴塔哥尼亚、火地岛、智利和秘鲁等地，历时三年半。他对南美洲的地质结构、生物种类和当地的风土人情考察的时间最长。他爬高山、涉溪水、入丛林、过草原，搜集珍奇的动植物标本，挖掘古生物化石，历尽了千辛万苦，从来不曾“偷闲过半个小时”。他经常和朋友们骑着马在那荒无人烟的地带进行考察。日晒雨淋、饥渴劳累、还有毒蛇猛兽和传染病的威胁，都没有使他畏缩不前。相反，热带雨林的壮丽景色和别具一格的异国情调，却使他充满激情，流连忘返。
“用欢乐这个词来形容博物学家第一次在热带森林中漫步时候的感情，那是缺乏表现力的。科文顿，你说是吗？”达尔文感慨地说。
“大概您是诗兴发作了吧，达尔文先生。我只知道这个原始森林连羊肠小道也没有，寸步难行，我们的衣服都被挂破了。”
“你看，乔木是那样挺拔，寄生植物是那样新奇，野花是那样艳丽，它们交织成了精美绝伦的锦绣，就是一个高明的画家也很难设计出这样的画面来，这难道不值得我们赞叹吗？”达尔文说。“你再看，那藤蔓植物互相缠绕，苔藓植物在地上铺成了一条条绿毯，又是多么美啊！小伙子，只有懂得大自然的人，才能够真正体会到大自然的美啊！”
“想不到上帝在这里创造了这样的奇迹，”科文顿边走边说。“仁慈的上帝大概不知道我们要到这儿来吧！要不，他就不会创造出这些挂破我们衣服的矮小植物了。”
“恐怕是按照一个伟大的计划创造出来的，”达尔文加快了脚步说。“眼前，我只管观察，更多的推理还顾不上。”
科文顿向前走了一阵，忽然听不到达尔文的声音了。回头一看，已经把他甩在后面一大截。为了不在原始森林里迷路，或者说是为了壮胆，科文顿又向达尔文靠拢了。他说：“达尔文先生，您一向是走在最前面的，现在怎么落后啦？”
“嘿，当我正在追一只翩翩飞舞的蝴蝶的时候，立刻又被这些奇树异果吸引住了；当我在观察一只慢慢爬行的昆虫的时候，它旁边的那朵鲜花又使我忘掉了昆虫。在剑桥养成的细致观察的习惯，不允许我匆匆地离开它们。”
“达尔文先生，您尽情地观察好了，我保证不随便离开您。”
科文顿和达尔文在野外考察，总是同行同歇，形影不离。他们的足迹踏遍了南美洲许多深山老林，穷乡僻壤。他们亲眼见到一种黄蜂巧妙地把一只蜘蛛蜇得半死不活，然后把卵产在它的身体里，让这个蜘蛛成为孵化出来的幼虫的食物来源；他们亲手试验过热带雨林的雨蛙脚趾顶端吸盘的吸力，这种吸盘能够牢牢地吸附在放大镜的玻璃上，镜面就是跟地面垂直，雨蛙也不会掉下来；至于昆虫利用拟态、保护色来迷惑它们的敌人、保护自己的例子更是不胜枚举。科文顿看到这些小生物的奇妙本领，更加赞美全能上帝的智慧。而达尔文的脑海中却出现了一个问题：全能的上帝，当初既然这样精心地为它们提供保护手段，又何必为它们创造出敌人来呢？看来，整个自然界好象是一个残酷的角斗场。
他们在考察实践中渐渐懂得了这样一个道理：一个博物学家到陌生的地区去考察，想要在有限的时间里得到更多的知识和标本，必须虚心向当地居民请教。因为他们生长在这里，在跟大自然的长期搏斗中积累了许多宝贵的经验。他们熟悉当地的虫鱼鸟兽，树木花草，了解它们的生活习性，掌握了捕捉或者采集它们的方法。因此，达尔文经常访问当地居民，有时候还请他们做自己的向导。
有一个高卓人告诉他说：“我们这儿的鸵鸟有一种奇怪的特性，在繁殖季节总是好几只雌鸵鸟集体把蛋下在同一个窝里，等每窝有二十个到四十个蛋的时候，就让雄鸵鸟去孵化，而雌鸵鸟又集体到另一个窝里去下蛋。”
“真是这样的吗？”达尔文半信半疑地说，并且表示很想去看看。
这个高卓人把达尔文和科文顿领到了大沙漠里。经过几天的考察，达尔文终于了解到了雌鸵鸟集体下蛋的秘密。原来雌鸵鸟在繁殖季节三天下一个蛋，总共要下十几个。这里气温特别高，每只雌鸵鸟如果单独下完了十几个蛋，自己再去孵化，最初下的蛋早就变坏了。因此，它们不得不集体下蛋，让雄鸵鸟去孵。
拉普拉塔一带的土著居民还教达尔文用投石索捕捉美洲狮。先用投石索捆住美洲狮，让它拖着石索跑，到黄昏的时候它已经跑得精疲力尽，再去捕捉就容易多了。一个土人说，他们用这种方法，在三个月里就捕捉到了一百头美洲狮。
这些新奇的见闻，对于达尔文来说是多么珍贵啊，他拿起笔来把它们写进了自己的考察日记里。它使这位来自当时世界上最强盛的国家、出生在一个富有的医生家庭的青年，受到了一次深刻的教育：各民族的文化虽然有高低之分，但是每个民族总有自己的长处。印第安人的勤劳朴实，更使他难忘。可是，他在奴隶主那里见到的却是另一番情景。
当贝格尔舰在巴西海岸停泊的时候，达尔文曾经亲眼看见一群逃跑的黑奴中有个老妇人，她为了逃避追捕者，竟跳崖自杀了。达尔文不胜感慨地说：“如果她是一位罗马贵妇人，这件事就会被认为是热爱自由的崇高表现，可是对一个可怜的黑人妇女来说，最多只不过被看成是一种蛮抗罢了。”
在里约热内卢的时候，由于贝格尔舰要回到巴西的萨尔瓦多去完成复查任务，达尔文有机会在这里停留几个月进行考察。菲茨罗伊把达尔文、科文顿和画家厄尔介绍给一个爱尔兰种植园主帕特里克·雷诺。雷诺在这里有一片广阔的种植园，还占有大量的、连他自己也不知道具体数目的奴隶。他们在这里不但看到了奴隶们过着衣不蔽体、食不果腹的悲惨生活，并且还看到了奴隶主菲果拉达和雷诺瓜分奴隶的情景：一船新运来的黑奴被赶在一起，由于菲果拉达坚持要结过婚的女奴，雷诺只要男奴，结果把男女分开，拆散了他们原有的家庭，使得夫妻从此永远不能相见。男奴叫喊着冲向自己的妻子，女奴抱着孩子哭得死去活来。他们活生生地被棍棒和绳索分开了，那种悲惨的场面，叫人惨不忍睹。
达尔文的房东家里，有一个混血的年轻女黑奴，她几乎每时每刻都在挨打受骂。达尔文认为，她受到的虐待，即使最低等的动物也是无法忍受的，实在叫人触目惊心！有一个六七岁的黑孩子，因为端给达尔文一杯水不很干净，他的头立刻就挨了三马鞭，达尔文连劝阻都来不及。这个黑孩子的父亲，只要主人向他蹬一眼，就吓得浑身发抖。
房东家对门的老太婆还有一副刑具，是专门用来夹年轻女黑奴的手指的。
达尔文由于经常听到奴隶们受刑时候发出的惨叫声，以致形成了一种条件反射，他说：“我一听到远处传来一阵尖叫，心头就会产生一阵剧烈的疼痛。”尽管画家厄尔常常提醒他不要太动感情，免得惹舰长生气，可是达尔文在奴隶们受虐待的时候，还是表示深切的同情，而对奴隶主却无情地加以揭露。他指责奴隶主粗野无知，胆小如鼠，狡猾多疑，残酷无情，假仁假义。
早在美国发生南北战争以前二十年，达尔文对奴隶制度的深恶痛绝，几乎就同美国废奴论者的激烈言论不相上下了，这使忠实的保守党员、殖民主义的传播者、奴隶制度的卫道士菲茨罗伊舰长不能容忍，他们之间的矛盾终于爆发了。
一天，达尔文和厄尔、科文顿回到贝格尔舰上。菲茨罗伊和达尔文一同进餐的时候，他问达尔文对雷诺的印象怎样。
达尔文坦率地回答：“雷诺在风度和地位上应该说是高于一般人的，对考察工作提供了方便。不过，他奉行奴隶制度，……”
“算了吧，学者，黑人是很难对付的，”菲茨罗伊不等达尔文说完就抢着说。“我跟雷诺也去过内地，您看见过他的那些黑奴吗？”
“看见过。”
“印象怎么样？”
“有的人好象挺知足，可是大多数……”
“不，雷诺曾经专门为我把他的奴隶召集起来，问他们要不要快活，要不要自由。他们都回答说‘不要’！”
“舰长先生，您认为那些奴隶在主人面前的回答有价值吗？”达尔文反问。
菲茨罗伊生气了，他提高嗓门说：“您竟敢怀疑我的话不真实？”
“问题不在您的话上。而是应该考虑到，他们如果不这样回答会招来什么样的后果，”达尔文说，“您要知道，这个回答是无数次毒打和训斥逼出来的。”
“他们跟我们是不同的人种。这个，您总得承认吧！”
“我承认他们是人，这点跟我们完全一样，”达尔文坚定地回答说。“雷诺尽管地位高贵、好客，对我们有礼貌，可是他在高喊自由、博爱的同时，却在干着那些惨无人道的勾当，难道对奴隶就不讲基督教的博爱了吗？”
“这么说，您对我的博爱精神也怀疑了？”菲茨罗伊敏感地反问达尔文。
“当然不，”达尔文说。“不过，请您设想一下，要是您的妻子和孩子被人从身边抢走，并且象牲畜一样出卖给一个出钱比较多的人，您会有什么样的感想呢？”
“放肆！”菲茨罗伊勃然大怒，死劲地拍了一下桌子，大声嚷着说。“出去，你不相信我的话，你还怀疑我的博爱精神，那就别和我在一起，给我滚出去！”
菲茨罗伊不再和达尔文辩论了，因为真理在达尔文一边，他是辩论不赢的，于是就叫来一个大副，当着大副的面把达尔文痛骂一通，来发泄自己的怒气。消息立刻传开了，画家厄尔把达尔文拉到了另外一间舱房里，让他在桌旁坐下，跟沙利文、威克姆在一起。
“怎么，舰长发脾气啦？”沙利文问。
“是的，因为雷诺和他的奴隶，我们争吵起来了，”达尔文不高兴地说。“这下子，我可能要被迫离开贝格尔舰了。”
“您不是不知道，舰长是忠实的英国保守党党员，殖民主义传播者，奴隶主义的拥护者，”厄尔向左右张望了一下，小声地说。“他自然要站在当权者一边，您怎么能和他辩论奴隶制度的问题呢？”
“别担心，舰长会冷静下来的，”威克姆说。“我们欢迎您，跟我们一起吃饭好了。”
达尔文说：“谢谢你们，但是我怕这样不行。”
“这几个月，我们不是一直处得挺好吗？”厄尔在劝他。
达尔文说：“我得罪了舰长，和你们在一起，我怕会使你们为难。要是我尽快离开这条船，对大家都会好一些。”
“达尔文先生，我比您了解舰长，不出一个钟头他就会把这件事忘掉的，”威克姆说。“别说了，开饭吧！”
达尔文和他们一起吃了饭。
几小时以后，菲茨罗伊果真派了一名军官来向达尔文表示歉意，并且表示愿意继续和达尔文友好地相处下去。
这场纠纷平息下去了，后来菲茨罗伊和达尔文确实也相处得很好。但是在奴隶制度问题上，谁也没有说服对方。不管菲茨罗伊怎样维护和赞扬奴隶制度，不管菲茨罗伊对训斥达尔文的事怎样表示抱歉，都没有能够改变达尔文对反动的奴隶制度的基本立场和鲜明态度。因此，达尔文在自己的考察日记里把奴隶制度的种种罪恶事实记录下来，随着考察的进展，不断地积累了许多新的材料。
欧洲殖民主义者把印第安人大批大批地杀戳，或者驱入深山密林。殖民主义者一方面派出传教士天天喊着“天主教的博爱”和“传播文明”的口号，另一方面却干着贩卖黑人的勾当；他们还把疾病传播到那些沦为殖民地的国家和地区，给那里的人民造成不幸和死亡，甚至残酷地消灭了澳大利亚和塔斯马尼亚的土人。当达尔文了解到这种种罪恶事实的时候，他极端难受，无比愤慨。后来，他以见证人的身分无情地揭露说：“凡是在欧洲人的足迹所到达的地方，死亡就好象在迫害着那里的土人们。我们可以去看南美洲、北美洲、玻利维亚、好望角和澳大利亚这些广大的地区，就会到处发现同样的结果。一想到用自由来大吹大擂的我们英国人和我们的同宗美国人过去和现在对这件事情犯有多么巨大罪恶的时候，就不禁使人感到血液在血管里沸腾起来了，心脏也紧缩起来了。”
哪里有压迫，哪里就有反抗。印第安人为保卫自己的土地和权利而进行的英勇斗争，以及对白种人强抓他们去做奴隶而采取的报复行动，也给了达尔文深刻的教育。他想，追求自由的黑人要是能够增多起来，黑人中对于自己和白种人处在不平等地位的不满情绪要是能够增强起来，那么，全面解放黑奴的时代就会很快到来。他坚信总有一天黑人会把命运掌握在自己手里。
达尔文深有体会地说：“有些人看到黑人的愉快生活，就盲目地认为奴隶制度是一种可以容忍的罪恶，那是由于他们访问的只是上层人物的家庭，不象我这样在底层生活过。”
这些真实情况的记录和达尔文的肺腑之言，对菲茨罗伊本该是一副极好的清醒剂。可是，保守党的信条和阶级的偏见蒙蔽了菲茨罗伊的视听。他不愿意正视现实，又拒绝别人的帮助，结果只能成为维护奴隶制度的顽固派。
菲茨罗伊和达尔文争论以后不久就陷入了困境。考察队中有些人染上了热病，很快就死去了三个人。第一个死去的是摩尔根。他是一个身强力壮、非常勇敢的水手。他回到贝格尔舰上，仅仅发病四天就死去了。菲茨罗伊为他主持了水葬。舰长心情十分沉重地祷告以后，接着一声哨响，摩尔根沉睡的小棺材越过船舷，坠入海中。
第二个死去的是约翰斯。他是贝格尔舰上最有希望的青年，就在他生病的前一天，刚刚得到了批准升级的消息。约翰斯病死以后两天，菲茨罗伊最中意的水手、也是全船的宠儿墨斯特斯又死去了。大家把他们两人安葬在巴伊亚的英国坟地上。
贝格尔舰离开英国仅仅半年时间，一下子死去了三个人，大家都在担心自己是否能够活着回到英国。菲茨罗伊由于肩负着全船指挥的重任，心情格外沉重。
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