1. Distribuzione geografica delle specie: Darwin ha osservato che specie simili vivevano in regioni geograficamente vicine, anche se separate da vaste distanze e ambienti diversi. Ad esempio, i fringuelli sulle Isole Galapagos, sebbene simili a quelli della terraferma, mostravano variazioni distinte di forma e dimensioni del becco a seconda delle loro specifiche fonti alimentari. Questo modello ha suggerito che le specie si erano diversificate dagli antenati comuni, adattandosi alle condizioni locali.
2. Prove fossili: Darwin ha studiato fossili raccolti durante i suoi viaggi, rivelando specie estinte con somiglianze con gli organismi moderni. Ciò ha indicato un lignaggio di forme di vita in evoluzione nel tempo, con specie più recenti derivanti da quelle più antiche. Ha visto fossili come un record di vita passata e prove del cambiamento.
3. Somiglianze anatomiche: Darwin ha osservato strutture omologhe - parti del corpo con anatomia sottostante simili ma funzioni diverse - in diversi organismi. Ad esempio, le ossa in un braccio umano, un'ala di pipistrello, una pinna per balene e una gamba di cavallo condividono tutti una struttura scheletrica comune, anche se sono usate per scopi molto diversi. Ciò ha suggerito che questi organismi condividevano un antenato comune, con modifiche nel tempo che portano a diversi adattamenti.
4. Selezione artificiale: Darwin ha riconosciuto che gli umani hanno allevato selettivamente piante e animali per secoli, portando a drammatici cambiamenti nei loro tratti. Ciò ha dimostrato il potere della selezione nel modellare gli organismi. Ha ragionato che la natura potesse anche selezionare tratti vantaggiosi nelle popolazioni selvagge, portando a cambiamenti graduali e all'evoluzione di nuove specie.
5. Osservazione della variazione naturale: Darwin osservò meticolosamente la variazione all'interno delle popolazioni di organismi, osservando che gli individui all'interno di una specie differivano in tratti come dimensioni, colore e comportamento. Questa variazione è stata cruciale per la selezione naturale su cui agire, poiché alcuni individui sarebbero più adatti per sopravvivere e riprodursi in un determinato ambiente rispetto ad altri.
Queste osservazioni, combinate con la sua vasta lettura e discussioni con altri scienziati, hanno portato Darwin a formulare la teoria della discesa con la modifica. Ha proposto che la vita sulla Terra sia interconnessa ed è cambiata nel corso di vasti tratti di tempo, con nuove specie derivanti attraverso un processo di evoluzione graduale guidata dalla selezione naturale.