加拉帕戈斯群岛，亦称科隆群岛，位于太平洋东部的赤道上， 是厄瓜多尔共和国的一个省，但距离厄瓜多尔本土有1 000千米。加拉帕戈斯群岛由7个大岛和100多个小岛组成，面积达7 500平方千米。虽然位于赤道，但这里气候凉爽干燥，雨水留下充沛的淡水资源，群岛属于火山岛，石头中有肥沃的土地，所以草木繁茂。群岛被太平洋海水隔绝成了一个特有的生态环境。几千年没有受到外界的干扰，动物植物完全按自然规律生长。据说群岛上生活着700多种陆地动物，80多种鸟类和许多昆虫，海狮、海豹、企鹅等寒带动物也常在这里的海边出现，尤其是象龟和大蜥蜴更是闻名世界。人们把加拉帕戈斯群岛称为“世界最大的自然博物馆”。岛的名字“加拉帕戈斯”就是以象龟的名字Galapagos命名的。
陆地龟
1835年9月15日起的一个多月里，达尔文随贝格尔号来到加拉帕戈斯群岛，达尔文和他的伙伴拜诺先生，以及部分随从甚至带着帐篷和食物在各个海岛上观察生物和采集标本。考察了其中四个较大的岛：查塔姆岛（圣克里斯托瓦尔岛）、查尔斯岛（圣玛丽亚岛）、阿尔贝马尔岛（伊萨贝拉岛）和詹姆斯岛（圣萨尔瓦多岛）。达尔文还在詹姆斯岛住了一个星期，考察得最为仔细。达尔文描写岛上的象龟：“这里的龟是加拉帕戈斯群岛的原有动物，数量非常多。它们喜欢在潮湿的高地生活，但是偶尔也栖息在干燥的低地。部分龟的块头很大，要把它抬起来至少需要七八个人。”达尔文也对遍地都是的蜥蜴非常感兴趣。他针对詹姆斯岛写道：“生活在加拉帕戈斯群岛的所有蜥蜴种类里，只有钝嘴鬣蜥（Amblyrhynchus cristalus）是这个岛特有的。冠状钝嘴鬣蜥是它们中最有特点的。”他解剖了岛上的蜥蜴，以弄清它们以什么为食。
达尔文在《航海日记》中写道：“这个群岛的大多数生物都是当地特有的创造物，在任何其他地区都没有遇见过，甚至这个群岛的各个不同岛屿上的生物也各有差异。虽然这些岛屿与南美洲大陆之间隔了500～600英里的距离，但上面的全部生物和大陆上的生物有明显的亲缘关系。”达尔文回到英国之后总结他航行考察的收获时，思索这样一个问题：上帝为什么在这个群岛上要创造出这么多形态、习性各异的龟？又为什么每个小岛的龟又有其独特的类型？该群岛的其他物种也有类似的情形。这曾使达尔文非常费解。地理屏障对物种变化的重要性浮现在达尔文的脑际中。如果假定相互隔离的诸个体群会适应各自的环境，而导致辐射式分歧进化，那就相当合理了。鬣蜥也是加拉帕戈斯群岛的固有物种。海生鬣蜥如钝嘴鬣蜥以海藻为食，而另一属鬣蜥则以仙人掌为主食。达尔文认为它们的共同祖先是生活在南美洲的鬣蜥，过渡到岛上之后向陆生、海栖两个方向进化。
在不同的小岛中穿行时，达尔文对物种的差异感到惊奇。他写道：“我怎么也想不到，距离只有五六十英里、可以很清楚看见彼此的两个海岛，它们的岩石结构截然不同，气候却十分相像，在差不多相同的高度条件下，竟然有不同种类的生物生存…… 我必须感谢命运，因为我收集到了十分丰富的资料，完全能够证实生物分布的奇怪现象。”(www.xing528.com)
达尔文对加拉帕戈斯群岛多达13个品系的雀科鸣鸟很感兴趣。这些鸟许多都是偶然从南美洲飞抵这里的古老品系，甚至是南美洲已经绝迹的鸟类的后代。这些鸟在加拉帕戈斯群岛上找到了适于栖息的生态环境，并在体形大小、鸟喙形状、羽毛颜色、鸣声、食物和行为等方面发生了进化，以适应岛上的环境。达尔文特别注意不同品系鸟的鸟喙，有些鸟具有典型的食籽喙，另一些以仙人掌植物为食的鸟则长有一种长而尖的喙，以昆虫为主食的鸟拥有一个小乳头状的鸟喙，而啄木鸟长有一种独特的喙。
达尔文写道：“这个岛上的物种大都是非常稀有的，在其他地方我根本没有见过。这个群岛自身便是一个很小的世界，而且群岛的各个小岛上的物种也不尽相同。但是，所有生存在加拉帕戈斯群岛的物种跟南美洲的物种有很明显的亲缘关系，所以，也可认为加拉帕戈斯群岛就是南美洲的一颗卫星。”
无疑，加拉帕戈斯群岛的考察启发了达尔文“物竞天择、适者生存”的重要理论形成。达尔文的著作也使加拉帕戈斯群岛成为生物学专家和爱好者必去的“圣地”。 1935年，厄瓜多尔政府在加拉帕戈斯群岛上设立了达尔文半身铜像纪念碑，纪念达尔文考察这一群岛一百周年，碑文写着：“查尔斯·达尔文于1835年在加拉帕戈斯群岛登陆。他在研究当地动植物分布时，初次考虑到生物进化问题，从此开始了这个悬而未决的论题的思想革命。”
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