有比以下的情形更加不可思议的吗？即原来不是某一物种所具有的某种微小特点，先通过连肉眼都不能看到的微小的雄性细胞或雌性细胞传递下去，然后经过在子宫或卵巢中所进行的长久发育过程的不断变化，终于这一特点在后代成熟时出现，或者甚至象在患某些疾病时所常有的情形一样而在后代的老年期出现。再者，由一头产乳量高的母牛的微小的卵生出一头公牛，这头公牛的一个细胞与一个卵结合之后，又产生出一头母牛，当这头母牛长大时，就会有很发达的乳腺，产生大量的、甚至具有特殊品质的牛乳，那么还有比这一十分确实的事实更加不可思议的吗？但是，正如何兰得爵士所正确指出的那样，真正值得惊奇的问题，并不在于一种性状会遗传下来，而在于某些性状有时并不遗传下来”。
在培育出某种有益的家畜品种的时候，实践家们早就采用组成了系谱运动物方法：甚至半开化的阿拉伯人各部族保持他们的阿拉伯马的系谱。他们对跑马，猎犬甚至猪的各种优良品种也早就开始这样做了。所以，实践表明，亲体的一切优良品质通常都会遗传给后代，否则组成这种系谱也就没有意义了。当时许多观察出来的情形向达尔文表明，由于给动物作某种手术而发生的变异（他在这里援引了布朗一塞卡尔的试验），或是损害（普罗斯佩尔·柳克的试验）也都能遗传给后代。
达尔文在有关遗传的几章里收集了大量的实际材料，但使他震惊的是，尽管事实五花八门，可是没有一些固定的规则说明在何时，在什么样的条件下，什么样的性状能遗传或不能遗传。但不应认为，按达尔文来看，遗传力是纯粹偶然地发生作用。他认为，当我们还不能查明遗传或不遗传的原因时，这只能显出我们的无知。据他看来，性状遗传的久远性本身并不能保证性状的稳定性。只有在生活条件不变的情况下，性头才有可能顽强地遗传下去。他说：“我们知道，许多物种在它们的自然条件下生活时，把同一性状保持了无限的岁月，而当它们被家养之后，便以多种多样的方式发生变异了——这就是说，停止遗传它们的原始形态了，所以，没有任何性状看来是绝对固定的。有时我们可以用生活条件反对某些性状的发展来解释遗传的停止……”①
①见达尔文《动物和植物在家养下变异》第372页。
达尔文对所谓的返祖现象或返祖性给予了很大的注意，所谓返祖现象，就是祖先所具有的性状在许多后代的身上都不表现出来，但却在相隔很远的某一后代的身上重新出现，因此，这种性状是以隐蔽形式而遗传下来的。所以，达尔文认为，决定遗传的力量和促使发育的力量是两种不同的力量。当遗传的性状只遗传给最先表现出这种性状的那个性时（尽管这一性状是通过另一性遗传的），达尔文也注意到了只限于一性遗传这一现象的存在。例如，某些品种的牲畜所具的的只有公牛才有的无角性状通过有角的母牛遗传下去。他还强调指出说，在一定的年龄中所呈现出的性状在下一代也象亲体那样在一定的年龄上（有时稍晚些）又有表现出来的倾向。
有研究杂交（第十五——十八章）过程中，特别使他感到惊讶的是，虽然植物通常不能自花授粉，实质上这里也没有一定的法则，相反，却有各种各样的过渡形式：“有些植物当进行自花受精时，产生充分数量的种子，但其实生苗比较矮小一些——有些植物当进行自花授粉时，产生很少的种子——有些植物不产生种子，不过其子房多少还是有所发育的——最后，有些植物自己的花粉和柱头彼此就象毒药般地相互发生作用。”
达尔文通过研究各种大量事实得出结论，血缘关系远的生物杂交一般是有益处的，而血缘关系近的生物交配一般是有害的（虽然有许多例外情况）。
我现在不来详细研究达尔文在这里所作出的关于人工选择（第二十——二十一章）即有意识或无意识选择的结论。这些结论当然基本上都是《物种起源》中的那些结论。但我在这里要从关于选择的结束语中援引一个出色的比喻。达尔文用这种比喻来阐明变异和选择对于物种起源所起的作用。
“我在整个这一章中以及在别处把选择说成是起主要作用的力量，但是它的作用无疑是取决于那种由于我们无知而被称为自发的或偶然的变异。假定有一位建筑师被迫用从悬崖落下来的而没有经过雕琢的石头来建筑一座大厦。各个碎石块的形状可能是偶然的，然而各个碎石块的形状是由重力、岩石性质以及悬崖倾斜度所决定的，——即决定于自然法则所有那些发生过的事情和情况，尽管在这些法则和建筑者使用各个碎石块的目的之间并不存在任何关系。按照同样的方式，每一种生物的变异是由固定的和不变的法则所决定的；但是这些法则同通过选择力量而缓慢造成的生物构造并没有任何关系，不论这是自然选择或者是人工选择。
如果我们的建筑师把凸凹不平的楔形碎石块用来建拱门，把较长的石块用来做门楣等等，因而成功地盖起一座高楼大厦，那么我们将会对于他的技巧加以称赞，这种称赞甚至比他为了同一目的而使用雕琢好了的石块时还要高。关于选择，不论是人工的或自然的，也都可以这样说；因为变异性虽然是绝对必要的，但是当我们看到某种高度复杂的和有非常适应力的有机体时，变异性同选择比较起来，前者的重要性便下降到完全从属的地位，这同下述的情形是一样的，即我们想象的建筑师所使用的各个碎石块的形状同建筑师的技巧比较起来，前者就不十分重要了。“
在分析外部条件对生物变异（第十三章）的影响时，达尔文又证明说，这种影响同选择比较起来是次要的和无足轻重的，但同时他也没有否认这种影响对生物所起的一定作用。
因此，关于家畜和栽培植物的书籍，对于达尔文来说，实际上已不算什么新鲜玩艺了。这不过上他完成了原计划，即尽可能全面地和不偏不倚地分析与他的理论有关的这一领域中的各种事实。《物种起源》中举出个别例子来说明的东西，在这里应是研究和分析了全部事实后的结果。
但这里也有《物种起源》中所没有的某种新的东西，对此当时达尔文特别重视。这就是试图使遗传机制变得更加明显，他想找到一种能把许多他已查明的遗传事实综合起来的解释。这些遗传事实就是：返祖性或返祖现象，即远祖具有的性状的骤然出现的现象；把由于长期使用的结果而获得的性状遗传给后代的现象；通过嫁接而得出植物的杂种现象和在种子繁殖与芽繁殖时所得到的完全同样的有机体的现象；最后是产生出完全（各方面）同样的成年型态植物（尽管它们的发育各不相同，有的复杂，有的简单）的现象。
达尔文想在他的著作倒数第二章中所发挥的《关于泛生论的暂定假说》中寻求这种解释。泛生论认为物体（不仅是已发育成的机体，而且也包括正在发育中的机体）的任何一部分都能分离出特别的，能独立进行生殖的遗传粒子和能独立得到营养的遗传粒子——芽球，这些芽球聚集在性的产物中，但却能分散在生物的全身（这应用来解释用芽或压枝来进行的无性生殖的现象），每一芽球都能在下一代身上把已成为芽球起源的那一部分恢复起来。
特别重要的是，这种假说阐明了达尔文深信不疑的后来获得的性状的遗传性。他在书中写道：“如果我们假定一种同质的胶状原生动物发生了变异并且呈现淡红色的话，那么，由这种原生动物分离出的微粒，当它长大时自然会保持同样的颜色；于是这就使我们联想到遗传的最简单型式。同一观点完全可以引伸到构成一种高等动物的整个身体的各式各样的许多个体；分离的微粒就是我们的芽球”。
在下一代发育中重要的是，芽球在一定顺序性中与细胞发生了关系。达尔文写道：“严格地说，不是婴儿长成为大人，而是婴儿身上含有胚胎，这种胚胎缓慢地、循序渐进地发育起来而长成了大人。在婴儿身上以及在大人身上都是各个部分分别产生相应的部分……任何一个动物和植物都可以比拟为一畦到处是种子的苗床，其中有些种子很快发芽了，有些种子过一些时候才发芽，还有些种子死去了，一个生物就是一个小宇宙，由一群自我繁殖的有机体形成，它们是难以想象地那样微小，并且多得象天上的星星一样”。
达尔文清楚地意识到自己的假说中的疑点。不清楚的地方是：一、在发育哪一个阶段每个组织单位能分离出芽球来；二，它们是怎样在生殖器官内结合起来的；三，为何植物和珊瑚发芽的地方是固定的；四，芽球在体组织消耗中是否也要消耗；五，芽球是否总是游离的，或它们能结合成更为复杂的芽球；六，整个细胞及其各部分是否起源于这些复杂的芽球。尽管如此，尽管他的许多朋友都冷淡地对待他的假说，但他本人仍然十分重视自己的这一假说，并认为这是他书中最有价值的，按照自己的说法，“虽然是被人鄙视的，但仍不失为逗人喜爱的宠儿”。在这本书还未出版前，他就把原稿给赫胥黎寄去了，因为他一向很重视赫胥黎的意见。他于一八六五年五月二十七日给赫胥黎写信说：“我必须对自己说一句话，我是一个真正的英雄，因为我竟敢把我的假说暴露在您的批评之下，让您作出最公正的裁决”。
但赫胥黎并未作出对假说有利的“最公正的裁决”。赫胥黎指出说，这种假说布丰从前就曾说过，而且部分地也为邦纳阐述过，并劝告他不要发表它。可是达尔文没有听从他的劝告。他给赫胥黎的信中写道：“我已读了布丰的书，可笑的是，整整有好几页同我所写的一模一样。然而布丰的观点同我的观点有一个基本的差别。他不认为每一个细胞或组织的原子都会出生一个小芽；相反，他认为液汁或血液都是由已经形成了的‘有机分子’组成，这些有机分子能够滋养任何一个器官，而如果这些有机分子已完全发育成熟的话，就能够聚集起来而形成芽和性器官”。①
①威兼·奥格尔在哈达尔文的信中公正地指出说，与“泛生论”相似的还有希波革拉第发表过的见解。很可能布丰由于通古希腊罗马文学，所以在这里他仿效了希波革拉第的说法。
批评家对这一部书的反应是各种各样的。朋友们的意见使达尔文特别关心。达尔文于一八六八年二月二十三日在给虎克的信中写道：“我恐怕泛生论是个死胎；贝兹不相信我对泛生论已理解了，斯宾塞也是如此。何兰得爵士认为这是个难题，那我不是一个可怜虫吗？”弗里茨·缪勒给予这部书以很好的评语，但不是给予泛生论以好评。卡鲁斯提出的意见是不能令人满意的。只有华莱士由于完全承认泛生论而使达尔文感到高兴。达尔文对赖尔的意见也感到满意，因为他给达尔文写信说：“您可以不相信泛生论，但既然您已理解了它，您就永远也不要忘掉它”。我们要注意到，在我们这里甚至象克·阿·季米里亚捷夫这样的达尔文主义的热烈捍卫者都对不赞成泛生论这一假�