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2月16日早晨，比格尔号在横穿大西洋的途中顶风停泊于圣保罗岛附近。这座由众多岩礁构成的岛位于北纬0度58分，西经29度15分。距离美洲海岸540英里，距离费尔南多·迪诺罗尼亚岛350英里。最高点海拔只有50英尺，周长不到四分之三英里。这一小片陆地从大洋深处陡峭地升起，其矿物构成比较复杂：一些区域呈燧石质，另一些区域呈长石质，含有蛇纹石细脉。值得注意的是：在太平洋、印度洋和大西洋中，几乎所有远离大陆的小岛均由珊瑚礁或火山喷发物质构成，只有塞舌尔群岛和这座岩礁岛例外。这些大洋岛屿的火山成因显然是从上述现象推出来的，绝大多数活火山或者位于海岸附近或者构成大洋中部岛屿，也由同一原因造成，不管其原因是来自化学作用，还是机械作用。
远远望去，圣保罗岛呈现一片亮白色。一方面因为大量海鸟粪便反光，另一方面与紧附于岩石表面的一层具有珍珠光泽的硬壳有关。在放大镜下仔细观察，发现这层覆盖物由很多极薄的分层组成，总厚度约为十分之一英寸。其中含有大量动物质成分，毫无疑问是雨水和浪花作用于鸟类粪便的结果。在阿森松岛和阿布罗柳斯群岛，我在几小堆鸟粪下方曾发现过一些钟乳石状的分叉岩体，形成方式似乎与这些岩石上的白色覆层相同。这种分叉岩体的整体外观与某种珊瑚藻（一种硬钙质海洋植物）如此相似，以至于在不久前粗检标本时，我竟没有发现两者的区别。分叉岩体的末端呈球形，具有珍珠状纹理，类似牙釉质，但硬度足以划伤玻璃。在阿森松岛的一部分沿岸，有大量贝壳质砂堆积，由于海水作用，潮汐岩上形成一层硬壳，与常见于潮湿岩壁上的隐花植物（地钱属植物）类似，参见下图。这种植物的叶状体闪着美丽的光泽：充分暴露在日光之下的部分呈乌黑色，而在岩石突出部阴影下的部分呈灰色。我给几位地质学家看这些硬壳标本，他们竟认为属于火山成因或者火成岩作用。它的硬度、半透明性以及光泽与榧螺类似，散发恶臭和在吹管下褪色等特性则与现生海贝非常相似。此外，谁都知道海贝被遮盖的部分比完全暴露在日光下的部分颜色浅，这与硬壳的情况相同。我们可以想象石灰能以磷酸盐或碳酸盐的形式进入活物身体中较硬的部分，例如骨骼和甲壳，于是在动物体中就会发现一些硬度高于牙釉质而表面光泽和活贝壳一样多彩的物质。同理，这种在死亡有机体中以无机方式形成的物质在外形上也会和某些低等植物相似。
潮汐岩上的硬壳
鲣鸟
在圣保罗岛上，我们仅发现了两种鸟——鲣鸟和黑燕鸥。前者是一种塘鹅，后者是一种燕鸥。这两种鸟都生性温顺、反应迟钝，对外来者毫无防备，甚至被我用地质锤打死好几只。鲣鸟将蛋产在裸露的岩石上，而燕鸥会用海藻修筑很简单的巢。在许多巢旁边，放着一条小飞鱼，我猜是雄鸟叼来给雌鸟享用的。有趣的是，一种生活在岩石缝隙中的巨蟹身手如此敏捷，趁我们把鸟吓走时，迅速盗走了鸟巢旁边的鱼。只有很少几个人登上过圣保罗岛，西蒙兹爵士就是其中之一，他亲眼看到过巨蟹将幼鸟拖出巢外，然后吃掉。岛上没有任何植物，连地衣也没有；不过存在几种昆虫和蜘蛛。我给这里所有的陆生动物列了一个清单：一种蝇，寄生于鲣鸟；一种吸血的虱子，想必是通过寄生在鸟类身上来到这里的；一种褐色小飞蛾，属于以羽毛为食的物种；一种甲虫和一种土鳖虫，生活在鸟粪下面；最后是各种蜘蛛，我猜它们以捕食寄生在水鸟身上的昆虫为生。我们经常听到这样的描述：在太平洋上，一旦出现珊瑚岛，捷足先登的一定是高大的棕榈树和其他热带植物，然后是鸟类，最后是人类。我的观察结果恐怕会破坏这个故事的诗意：以羽毛和粪便为食的寄生昆虫和蜘蛛才是大洋中新形成岛屿上的第一批居民。
在热带海洋中，即使最小的礁石也能成为各种海藻和群居动物生活的地方，同时供养着大量鱼类。小船上的渔民为了保护钓到的渔获，免不了经常与鲨鱼搏斗。百慕大群岛附近有一处礁石位于很多英里之外的深海，我听说是因为附近有鱼才被发现的。
费尔南多·迪诺罗尼亚岛，2月20日——我们在这里仅仅停留了几个小时。在有限的时间里，我观察到这座岛屿为火山成因，且形成年代可能比较久远。最引人注目的是一座锥形小山，高约1000英尺，上部非常陡峭，一侧凸出。岩性为响岩，分为多个不规则的岩柱。在观察其中一个孤立岩体时，乍一看会认为这是在半流体状态突然向上挤出形成的。然而，在圣赫勒拿岛，我发现一些具有类似形状和构成的石塔是由熔岩注入塑性地层所致，塑性地层成了这些巨型石塔的铸模。整个岛屿被树木覆盖，但由于气候干旱，树木并不茂盛。在半山腰，一些巨大的柱状岩体被类似月桂树的树木荫蔽，山间零零星星生长着一种开着粉花但一片叶子都没有的植物，美丽的景色令人陶醉。
巴西巴伊亚市（现称萨尔瓦多），2月29日——今天过得很高兴。但高兴这个词不足以表达一位博物学者第一次置身巴西森林时的心情。草的雅，寄生植物的奇，花的美，叶的翠，都让我惊叹不已，而此处最不同凡响的是茂盛的植被。森林深处既喧嚣又宁静：昆虫的叫声十分吵闹，甚至在距离岸边几百码的船上都能听到；但密林深处却被一片寂寥所统治。对一个热爱博物学的人来说，这样的一天所带来的喜悦让他不敢奢望再次经历。流连数小时后，我开始往回返。还没赶到登岸地点，天上就下起了热带暴雨。我躲在一棵树下避雨，这棵树非常茂密，英国的降雨通常无法穿透。但在这里，没过几分钟一股激流就沿着树干流了下来。正是因为降雨之猛烈，所以在茂密森林的底层也能草木茂盛。如果这场雨的强度和气候较冷的地方下的阵雨一样，那么大部分降雨还没等落地就已经被吸收或蒸发了。现在，我不打算描述海湾的美景，因为在返航途中还会经过巴西，那时再谈也不迟。
在长度超过2000英里的巴西沿岸以及沿岸以内的广大内陆地区，只要出现坚固的岩石，必定属于花岗岩岩层。大多数地质学家认为，这一大片区域的岩石在高温高压下形成了结晶，由此引出很多奇想。结晶是在大洋深处发生的吗？花岗岩上部是否曾有岩层覆盖，后来被侵蚀？我们是否应该相信，无论哪种力量，只要作用一定时间，都能剥露出数千平方里格的花岗岩？
一条小河在离巴伊亚城不远的地方汇入大海。在这里，我观察到与
洪堡
论述的一个问题有关的现象。在奥里诺科河、尼罗河以及刚果河等大河的急流段，所有正长质岩石都被一层黑色物质包裹，好似被石墨打磨过。这层物质很薄；根据伯齐利厄斯的分析，其组成是锰铁氧化物。在奥里诺科河，变黑的岩石均位于定期被洪水冲刷且水流湍急的河段；或者像印第安人所说的，“水白的地方石头就黑。”在巴伊亚附近，覆层呈褐色而不是黑色，似乎仅由含铁物质组成。那些褐色石头在太阳光下闪闪发光，单看标本则不会产生这样的效果。闪闪发光的石头仅存在于潮汐波浪能到达的范围：这条小河流速很慢，只能靠入海口处的海浪提供相当于大河急流段的冲刷力。同理，潮汐的起落可能对应于周期性洪泛，因此在表面上不同但实质上类似的环境下产生了相同的作用。但还是无法了解到这些与岩石相结合的金属氧化物覆层的成因，我认为没有什么原因能解释覆层的厚度为何如此一致。
一只刺鲀（ Diodon antennatus ）在岸边游泳时被我捉到。观察刺鲀的习性是一件有趣的事：这种鱼表皮松弛，以能将身体鼓成近似球形而著称。把它从水里捞上来放一会儿，然后重新浸入水中，它就会从口中或鳃孔吸入大量的水和空气。这一过程通过两种方式实现：吸入空气，然后压入体腔（从外部能观察到刺鲀利用肌肉收缩阻止空气回流的动作）；同时张着嘴，水缓缓流入口中。后一种吸入方式必须依赖吮吸。由于腹部表皮比背部表皮更松弛，膨胀时，腹部的膨胀幅度远远超过背部的膨胀幅度，因而刺鲀背部朝下浮于水上。居维叶认为，刺鲀在这种状态下难以游动。然而，它不仅能沿直线向前游，还能向两侧转身。转身只能通过胸鳍完成；尾鳍使不上劲，所以没有用。身体由于充气浮于水上，鳃孔露出水面，但从嘴里吸入的水流不断地从鳃孔流出来。
鼓成近似球形的刺鲀
在保持膨胀状态一小段时间之后，刺鲀通常会使出很大的劲将空气和水通过鳃孔和嘴排出。它能控制排出的水量，因此吸入水的原因或许是为了调节自身的比重。这种刺鲀有多种自卫手段：它能凶猛地咬，还能将水从嘴里喷出一段距离，同时扇动双腭发出很特别的声音。身体膨胀时，表皮上的小突起会立起来呈尖刺状。最有趣的是：在被抓住时，刺鲀的腹部表皮分泌出一种鲜红色的纤维状物质，能将象牙和纸张染红，效果非常持久，至今仍未见丝毫褪色。我完全不知道这种分泌物的成分和用途。英国福里斯的阿伦博士告诉我，他经常在鲨鱼胃里发现身体胀得老大的活刺鲀，有几次刺鲀竟从鲨鱼体内逃了出来，它不仅能咬穿鲨鱼的胃壁，甚至能咬穿鲨鱼的身体，把鲨鱼杀死。谁能想到这种又小又软的鱼能杀死凶残的大鲨鱼呢？
3月18日——比格尔号驶离巴伊亚。几天后，在距离阿布罗柳斯群岛不远处，海上的红褐色漂浮物引起了我的注意。用低倍望远镜观察，整个水面似乎都被末端呈锯齿状的干草覆盖。这是微小的圆柱形丝藻，20～60个集成一簇。伯克利先生告诉我，这种丝藻与在红海大部地区发现的束毛藻（
Trichodesmium erythraeum
）属于同一物种，这也是红海得名的由来。丝藻的数量非常多，我们的船穿过了数条由丝藻形成的条带，其中一条宽度约为10码，从泥浆色的海水区判断，长度至少有2.5英里。在几乎每一次远洋航海中，都会留下类似的记载。这种丝藻在澳大利亚近海非常常见，在卢因角外海，我发现了另一种尺寸较小的丝藻物种。
库克船长
在他第三次航海的日志中提到，船员将这种现象称为“海锯末”。
在印度洋的基灵环礁附近，我见到许多尺寸达几平方英寸的丝藻小块，由很细的圆柱状长丝组成，肉眼很难看清，它们的两端呈圆锥形，与大块海藻混在一起。图示为两个连在一起的丝藻，这些丝藻的长度在0.04英寸至0.06英寸之间，最长达到0.08英寸；直径为0.006～0.008英寸。在圆柱状长丝的一端，通常可见由颗粒状物质形成的一层绿色隔膜，中部最厚。我认为，这里是无色柔软液囊的底部，液囊由浆状物组成，覆于外壳内部，但没有延伸到圆锥形尖端。在其中一些标本中，隔膜被正球形的微小褐色颗粒所代替。我观察到了褐色颗粒形成的有趣过程：内层的浆状物突然组合成细丝，其中一些细丝以一个点为中心排成放射状；然后经过一秒钟的快速不规则运动完成收缩过程，集合成一个微小的正球体，占据了隔膜所在的位置，现在那一端是完全凹陷的。任何意外伤害都会加速颗粒球的形成。补充一点，在有隔膜的一端，一对圆柱状长丝经常挨在一起，圆锥对圆锥，如下图所示。
丝藻细胞
我再补充几个关于有机体导致海水变色的例子。在智利沿海城市康塞普西翁以北若干里格的海域，比格尔号在一天之中穿越了好几条浑浊海水形成的条带，浊度堪比洪水泛滥时的河水；在瓦尔帕莱索以南1度、距离陆地50英里的海域再次遇到这种情形，而且范围更大。海水在玻璃杯中呈淡红色。在显微镜下观察，发现水中有许多微生物在快速运动，还经常发生爆裂。这些微生物呈卵形，身体中部有一圈不停振动的弯曲纤毛。看清这些微生物很难，因为运动一停止，它们的身体就会爆裂，即使在穿过视野的一瞬间也是如此。有时两端同时爆裂，有时仅有一端发生爆裂，同时射出一些褐色的颗粒。这些微生物在爆裂前的瞬间会膨胀至比正常尺寸大一半；然后在快速运动停止约15秒后发生爆裂，有几次在爆裂前还出现绕身体纵轴旋转的短暂瞬间。把它们隔绝在一滴水中，只需大约两分钟，它们就会全部死去。这些微生物借助振动纤毛向前运动，运动时尖部朝前，启动速度非常快。它们小得肉眼几乎不可见，体表面积仅为千分之一平方英寸。它们数量众多：不管我挤出的水滴多么小，都能看到很多很多。在一天之中，我们经过了两片被染色的水域，其中一片面积达若干平方英里。这种微生物数量实在太多了！远远望去，海水的颜色与流经红色黏土区的河流一样。然而，在船舷的阴影下，海水的颜色就和巧克力一样深了。红蓝两色海水的交界线非常清晰。这些天来风平浪静，海里的生物数量多得不同寻常。
在火地岛附近距离海岸不远的地方，我看到海面上有几条由外形类似大对虾的甲壳纲动物形成的红色条带，这种甲壳纲动物被海豹猎人称为“鲸的饵料”。我不知道鲸是否以它们为食，但在沿海一些区域，燕鸥、鸬鹚和大群粗笨的海豹确实主要以浮游的蟹等甲壳纲动物为食。水手们总把海水变色归因于鱼卵，不过我只见到过一次由鱼卵造成的变色。在距离加拉帕戈斯群岛几里格的海域，我们的船驶过三条黄泥色的条带。这些条带长达若干英里，但宽度只有几码，一条弯曲的边界将它们与周围海水清楚地隔开。海水的颜色由微小的胶状球体所致，球体直径约为五分之一英寸，其中含有无数微小的球形卵。可将球形卵分为两类，一类呈浅红色，形状也与另一类不同。我猜不出这是哪两种动物的卵。科尔内特船长告诉我，这种现象在加拉帕戈斯群岛附近非常常见，条带的方向就是海流的方向；但在前面那个例子中，条带是由风形成的。另一个值得注意之处是，有时能看到海面上漂着一层五彩的油膜。在巴西沿海，我曾见到过大片海域被油膜覆盖的情况。水手们认为，这是从不远处漂来的腐烂鲸尸碎片。在这里，我指的不是经常散布于海水表面的微小胶状颗粒，因为这种颗粒的数量不足以使海水变色。
关于海水中的条带有两点疑问：其一，为什么众多生物会一直聚在一起，形成边界清晰的条带？那种外形类似大对虾的蟹倒是可以像士兵一样步调一致地前进，但卵、丝藻和纤毛虫只能随机运动。其二，为什么条带会呈长条形？这种情形与在急流中看到的情形如此一致——水流将聚集于漩涡处的泡沫拉成长条形，以至于使我联想到，条带是由气流或海流的类似作用造成的。根据这一猜测，我们必须假定：不同有机体各自在适宜的环境下形成，随后被风或海流带走。不过我承认，如此众多的动物和丝藻恐怕不会产生于同一个地方，那么这些胚体到底来自哪里呢？——要知道风和海浪已经把它们的亲代散布在无边的大海里了。然而，其他假说都无法解释这些条带的成因。再补充一点，斯科斯比曾提到：在北冰洋的特定海域，经常能见到含有大量浮游动物的绿色海水。
