Во второй трети XIX в. сложились условия для завершения разработки учения об эволюции органического мира. Эту задачу выполнил английский естествоиспытатель Ч. Дарвин (1809-1882). Имея основательную естественнонаучную подготовку, он в качестве натуралиста принял участие в кругосветной экспедиции на корабле «Бигль», в результате которой накопил огромный сравнительный материал о живущих и ископаемых видах животных и растений. Используя опыт по выведению новых сортов растений и пород животных, искусственному отбору при решении данной задачи и свои многочисленные данные о развитии, Ч. Дарвин поднялся до уровня обобщения всех этих данных, создав теорию изменяемости биологических видов и их преемственности. Это учение он изложил в книге «О происхождении видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за существование» (1859).
Изменения биологических видов, считал Ч. Дарвин, происходят по линии отбора отклоняющихся признаков, которые повторяются в последующих поколениях, т. е. наследуются. Для полного закрепления линии развития необходимо, чтобы наряду с изменчивостью и наследованием осуществлялся процесс выживаемости видов с вновь приобретенными качествами. Центральным звеном этой триады, составляющей единое целое эволюционного процесса, Ч. Дарвин признавал наследование приобретенных свойств. Он выявил действие в природе естественного отбора, который происходит стихийно, как закономерный процесс взаимоотношения живых существ с окружающими условиями (климат, географическое положение, почва, наличие популяций других видов и т. п.). Ч. Дарвин полагал, что существование особей и отдельных видов, их изменения обусловливаются беспрерывным процессом борьбы за существование. Однако он, как было подтверждено впоследствии, преувеличил значение борьбы за существование и в угоду социологическим концепциям своего времени механически перенес это представление на человеческое общество. В такой же мере неосновательной была его солидарность со спекулятивной теорией Т. Мальтуса (см. ниже) о перенаселении. Ч. Дарвин рассматривал процесс эволюции как постепенное количественное изменение органического мира, без скачков и резких переходов.
Однако несмотря на некоторые слабые стороны учения Ч. Дарвина, на которые позднее указали прогрессивные естествоиспытатели, философы и основоположники научного социализма, его эволюционная теория имела непреходящее революционное значение, поскольку утверждала материалистическое понимание развития органического мира и изгоняла из этого процесса «жизненную силу» и теургическое начало. Ф. Энгельс высоко оценил значение данного открытия. Он писал: «Благодаря этому не только стало возможным объяснение существующих представителей органической жизни, но и дана основа для предыстории человеческого духа, для прослеживания различных ступеней его развития, начиная от простой, бесструктурной, но ощущающей раздражения протоплазмы низших организмов и кончая мыслящим мозгом человека. А без этой предыстории существование мыслящего человеческого мозга останется чудом» [52]. В. И. Ленин указывал: «…Дарвин положил конец воззрению на виды животных и растений, как на ничем не связанные, случайные, „богом созданные" и неизменяемые, и впервые поставил биологию на вполне научную почву, установив изменяемость видов и преемственность между ними» [53].
Наносившая удар религиозному мировоззрению книга Ч. Дарвина подверглась резким нападкам со стороны служителей богословия и ученых клерикального направления. Вместе с тем естествоиспытатели и врачи с материалистическим мировоззрением продолжили разработку данной проблемы и получили много ценных новых данных. Особенно плодотворную работу провели русские ученые И. М. Сеченов, А. О. Ковалевский и В. О. Ковалевский, И. И. Мечников, К. А. Тимирязев и др., революционеры-демократы Н. Г. Чернышевский и Д. И. Писарев. Они внесли в учение Ч. Дарвина понятие скачка, качественных изменений, конкретизировали его применительно к различным явлениям живой природы. Дарвинизм в России обрел свою вторую родину.
Важным дополнением к эволюционной теории Ч. Дарвина стал сформулированный Э. Геккелем (1834-1919) основной биогенетический закон развития, по которому высшие животные существа в эмбриональном состоянии должны проделать весь путь развития своих предшественников. Иначе говоря, развитие особи (онтогенез) представляет собой быстро протекающее историческое развитие рода (филогенез), имевшее место в течение многих тысячелетий.
Таким образом, естественнонаучные открытия позволяли преодолеть метафизический взгляд на природу, способствовали формированию диалектического воззрения. Они раскрывали единство между органической и неорганической природой, между растительным и животным миром, устанавливали всеобщую связь явлений, создавали прочный фундамент естествознания на базе учения о развитии.