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达尔文把他研究的植物分为四类。第一类（缠绕的）植物是我在上面曾经提到的借助旋绕运动而爬攀，而且这种运动可以由顺时针方向改变为逆时针方向。嫩枝在遇到支柱后便停止运动，但是，嫩枝在支柱外的部分继续旋绕，於是新长出的部分同支柱接触，植物就围住支柱缠绕起来。例如，啤酒花就是这样。
在第二类植物中，起作用的是接触处引起的刺激，因为植物在此处变弯，并且围绕着支柱生长。达尔文把这类植物又分成几小类：一类是有感觉的地方在叶柄，一类是有感觉的地方在叶子中间的叶脉。这些叶子攀缘植物用有感觉的地方缠住支柱，这个地方往往长得很粗，变得很硬，而且植物牢牢地附着支柱之后，就不可能再被风刮掉。达尔文认为，那些不用有感觉的叶子，而有着感觉的卷须的植物，也应属于对接触到的东西有感觉的植物这一类。他认为，这些植物最能攀绕。他把用钩和根攀绕的植物（的确，攀绕能力较差）归于第三类和第四类。
有趣的是，攀绕植物在各个大陆为数很多，而且各个不同科的攀缘植物随处可见。当时植物分为五十九个目，其中有四十五个目是攀缘植物。达尔文通过许多例子表明，叶子攀缘植物大概起源于缠绕植物，因为在它们之间有很多过渡形态。此外，叶子攀缘植物多数仍保持着缠绕植物所特有的旋绕运动，这有助于它们“发现”支柱。同时，从叶子攀缘植物很容易转变成带卷须的植物，因为卷须往往是变相的叶子或花柄（象葡萄那样）。卷须植物节间的旋绕运动比叶子攀缘植物运动要少一些。在叶子攀缘植物和卷须植物之间也有各种过渡形态。
有些攀缘植物表现出十分特殊的性质。例如，有些藤本植物的卷须（如紫威卷须），正如达尔文指出的那样，不喜欢光滑的树干，甚至也不喜欢粗糙的树皮，而喜欢和苔藓、亚麻或兽毛之类的绒毛纠缠在一起，并牢牢地系在它们上面。达尔文请求准备去南方的虎克验证一下，爬有这种藤本植物的树上，是否长着苔藓或者地衣。野葡萄的器官也是很有意思的：它的卷须凭借顶端长着特殊的突起物或悬空附着在墙壁上，并沿着墙壁蔓生。达尔文指出很多这种极为有趣的特殊器官。
达尔文把他的关于攀缘植物的论文寄给《林纲学会会报》，论文于一八六五年在该杂志上发表。十年以后，他又重新谈及植物运动的问题。
由此可见，达尔文较快地写完了这些植物学的著作，这些著作并没有使他花费多大力气。
在这些年中开始写的第二部著作《动物和植物在家养下的变异》，则使他花费了很多时间和劳动。
我们已经指出，达尔文的自然选择理论来源于人的实践，来源于人工选择。因此，他的理论具有非凡的生命力。难怪他不顾很多朋友的意见，坚持用“自然选择、选择这一已被人的实践证实了的术语”。首先他在《动物和植物在家养下的变异》中用几乎是彻底的、非常深刻的方法研究了这种实践，并且对这种实践作出了评价。的确，在整理这种实践的方法中有一个特点，有些人在不久前还是用傲慢的讥讽态度对待这个特点。
正如我们说过的那样，达尔文往往引证这个或那个通信人、专家或实践家在某个问题上的证明和意见。我们的科学工作已经形成这样的习惯形式，任意破坏这种习惯形式，在我们看来都是“不科学的”。我们必须要求在引用已经出版的著作中的文字时，要准确地指出版本、年代、卷次和页码。的确，达尔文在《动物和植物在家养下的变异》一书中，表现出他学识渊博：他的著作中有大量的引文，除了纯文献资料外，他还报道了很多他从实践家和专家那里得到的消息，他本人同这些实践家和专家保持着密切的联系。这并非偶然，因为这是他确定的工作方法①，是非常有生命力的一种方法。难怪他在《地质学》中指出，“商谈使人有经验”。
①见第五昌“家鸽。的注释1和2。他在注释里列举了那些愿意把自己的一些家鸽和有关这些家鸽的资料送给他的通信人。
在该书的头十章里，他详细地描述了家养动物和栽培植物的品种和类别，并试图回答这样一个问题：某些类型的生物究竟来自或者可能来自哪种野生祖先，以及它们在家养状况下会得到什么样的变异。所以，他在第一章里详细分析了家狗和家猎，第二章是马和驴，第三章是猪、牛、绵羊和山羊，第四章是家兔，第五章和第六章是家鸽，第七章是家鸡，第八章是鸭、鹅、孔雀、吐绶鸡、珠鸡、金丝雀，以及金鱼、蜜蜂和蚕。第九章和第十章研究的是家栽植物：谷物、蔬菜、果树、观赏树和花卉。其余各章（十一——二十八）具有较多的理论性质。
达尔文阐述了当时关于果实、花、叶、根条等的芽变知识的情况，这是一大进步。令人极感兴趣的还有达尔文仔细搜集的，由于嫁接而产生的有关无性杂种的事实。他认为，嫁接杂种在各方面都与种子杂种相似，并认为被观察到的事实“使人们弄明白了一个极为重要的生理学上的事实，即产生一种新生物的要素并不完全是由雄性和雌性器官形成的。这些要素本来就存在于现有的细胞组织中，它们在没有性器官的作用下也可以结合在一起，并因此产生兼有两亲体生物性状的新芽①。”
①引文引自《……变异》第二版1875），见查·达尔文《动物和植物在家养下变异》。苏联国家农业出版社，1941年版第279页。
有关遗传的几章（十二——十四章）特别值得我们注意。达尔文一开始就着重强调说，重新出现的性状通常都要遗传。他说：“当一种新的性状产生出来的时候，不管它的天性怎样，一般都具有遗传性，尽管这种遗传性是暂时的，然而有时却表现得极为顽强。还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�