还有一个人对达尔文最先发现进化论的资格构成了大得多的威胁，这人名叫帕特里克·马修，是苏格兰的一名园艺师。令人吃惊的是，他事实上远在达尔文开始“贝格尔”号之航的同一年就提出了自然选择理论。不幸的是，他是在一本名为《海军用木和森林栽培》的书里提出这些观点的，不仅达尔文没有读到，全世界都没有注意到。当他看见达尔文被所有人推崇为进化论的发现者，而这一理论事实上是他最早提出的时候，他马上采取行动，给《艺园者纪事》写了一封信。达尔文毫不犹豫地表示了歉意，不过他同时也声明说：“我想任何人都不会感到吃惊，无论是我，还是任何别的博物学家，都没有听说过马修先生的观点，因为他的话讲得很简单，又是出现在一本关于《海军用木和森林栽培》的作品的附录里。”
华莱士在以后大约50年里仍然是一名博物学家和思想家，而且偶尔还干得不错，但渐渐对科学失去了兴趣，将自己的研究转向了降魂术以及宇宙中存在别的生命可能性等方面。因此，达尔文主要是因为人家放弃而独自拥有了进化论的发明权。
达尔文终其一生都为自己的观点而感到苦恼。他称自己是“魔鬼的牧师”，说披露进化论使他觉得就像“招认自己是一名杀人犯”。除此之外，他还深深地伤害了他虔诚的爱妻。尽管这样，他还是立即着手将他的手稿扩充成一本书。一开始他给这本书取名为《物种起源和自然选择的多样性概论》，这个书名过于冗长和含混，出版该书的约翰·莫瑞决定只印500册。但是在拿到手稿以后，再加上使书名稍具吸引力，莫瑞决定将初版的印数增加到1250册。
《物种起源》在商业上立刻取得成功，但却没有激起多大反响。达尔文的理论面临两个很棘手的困难：一方面，要过很多年以后，它才最终得到开尔文勋爵的承认；另一方面，化石方面所提供的证据也少得可怜。有一些善于思考的批评家提出这样的疑问，达尔文的理论中如此明确地强调的物种的过渡形态在哪里呢？如果物种是持续不断地进化的，那么在化石中一定存在不少进化过程中的中间形态，但是事实上却没有。其实，当时（及以后很多年）已发现的化石表明，一直到著名的寒武纪大爆发之前，地球上根本没有任何生命。
而在没有任何证据的情况下，达尔文却坚持认为早期的海洋里一定存在着丰富多彩的生命形式，只是我们还没有找到它们而已。这是因为，不论出于何种原因，它们并没有保存下来。达尔文认为这是惟一合理的解释。“这种情形现阶段肯定无法解释清楚，但可以尽量被看做是与现存看法相对立的合理观点。”他很直率地承认，但是拒绝考虑其他可能性。为了解释，他推论说——富有创见，却是不正确的，也许前寒武纪的海水太清澈了，不能沉淀下任何物质，因此也就没有将化石保存下来。
即使是达尔文最好的朋友，也对他的某些过于武断的结论感到不安，亚当·塞奇威克是达尔文在剑桥大学的老师，1887年曾带他到威尔士作地质考察，他说达尔文的书给他的“痛苦多于快乐”。杰出的瑞典古生物学家路易斯·阿加西斯拒绝接受他的观点，认为它纯属臆想。连莱尔也不胜郁闷地得出结论说：“达尔文走得太远了。”
T．H．赫胥黎不喜欢达尔文所主张的进化要经历漫长的地质时间的观点，因为他是一个突变论者，也就是说他相信进化是突然而非逐渐发生的。突变论者（这个词来自拉丁语“跳跃”）无法相信复杂的器官会慢慢地分阶段出现。十分之一的翅膀，或者二分之一的眼睛，试问这样的器官究竟有什么用处？在他们看来，这种器官只有以已经完成的形式出现才有意义。
赫胥黎所主张的这种突变论是十分极端的，有点儿令人吃惊，因为它很容易使人联想起由英国神学家威廉·佩利于1802年首先提出的一个极为保守的宗教观念，这种观念被称为“来自设计的论证”。佩利认为，如果你在地上发现了一块怀表，即使你以前从未见过这样的东西，你也会立刻意识到它是由某个有才干的人制造的。他相信大自然也是如此，它的复杂性就是精心设计的证明。这种观念在19世纪影响极大，也令达尔文感到不安。“直到今天，我一想到眼睛心里就直打冷战。”在给朋友的一封信里，达尔文这样写道。他在《物种起源》中承认，自然选择能以渐进的方式产生这样一种器官，“坦率地说，似乎是个极其荒唐的观念”。
即便如此，达尔文不仅依然坚持所有的变化都是渐进的，而且几乎《物种起源》的每次重版，他都要将他所认为的进化过程所需的时间长度增加一些，这导致了他的支持者的强烈反感，支持他理论的人越来越少。“最后，”根据科学家兼历史学家杰弗里·施瓦兹的说法，“达尔文在自然史和地质学家同行那里仅有的支持也丢失殆尽了。”
具有讽刺意味的是，达尔文将他的书取名为《物种起源》，可是对物种是怎样起源的，他却不能作出解释。达尔文的理论暗示了一种使得一个物种怎样变得更强、更好或更快——一句话，更适应——的机制，但却没有说明新的物种是怎样诞生的。苏格兰工程师弗莱明·詹金思考了这个问题，指出达尔文的论点中的一个严重缺陷。达尔文认为某一代物种中出现的（有利的）特性都会传给下一代，并从而使该物种更加强健。
詹金指出，上一代中的（有利的）特性在遗传给下一代时，不会在随后的几代中占主导地位，而实际上是在混合过程中被冲淡了。如果你往威士忌中倒进一杯水，你不会使威士忌变得更浓，而是将其稀释了；如果你再往已稀释的威士忌中倒进一杯水，威士忌会变得更淡。同样，上一代父母遗传给下一代的有利特性在随后的不断繁殖中会被逐渐削弱，直到最后完全消失。因此从动态的观点来看，达尔文的理论显然是站不住脚的，它只能解释静态的事物。在进化过程中，特异现象时有发生，但是它们很快就会消失，因为生物体总是倾向于使一切都回归于平常。如果自然选择要起作用的话，就得需要某种尚未发现的替代机制。
达尔文和其他所有人都不知道的是，关于这个问题，远在1200公里外的欧洲中部的一个不起眼的角落，一个名为格列高利·孟德尔的离群索居的修道士将会提供一个答案。
孟德尔1822年出生于奥地利帝国的一个偏僻小镇（现属捷克共和国）的一个贫苦农民家庭。中学课本曾将他描述为一个单纯的乡下修道士，有比较敏锐的观察力，他的很多发现很在程度上都带有偶然的成分——他在修道院的菜园里种植豌豆的时候发现了一些很有意思的遗传特点。事实上，孟德尔是一个训练有素的科学家——他曾经在奥尔慕茨哲学研究所和维也纳大学攻读过物理学和数学——他对他所研究的一切进行了非常科学的整理和归纳。不仅如此，从1843年起，他所供职的修道院成了一个非常有名的学术中心。修道院有个拥有2万册藏书的图书馆，具有严谨的科学研究的传统。
在着手他的实验之前，孟德尔花了两年时间培育研究所需的标本。他选择了七种不同的豌豆，在确保它们繁殖纯种之后，他在两个全职助手的帮助下开始反复种植这些豌豆并将其中的30000株进行杂交。这是一项极为细致的工作。为了防止意外受粉，他们必须不厌其烦地记录豌豆种子、豆荚、叶子、茎和花在生长过程中，以及在外表方面极细微的差别。对于他所做的事情的意义，孟德尔知道得很清楚。
他从未用过“基因”这个词——这个词1913年才第一次出现于英国的一本医学词典——虽然发明了“显性的”和“劣性的”这样的概念。他的建树在于他发现每一颗种子都包含两个“遗传因子”或他所谓的“本分”——一个是优势的，另一个是劣势的，这些因子一旦相互组合，就会产生可以预期的遗传形式。