Геологическая теория Лайеля давала для теории Ч. Дарвина необходимые исходные позиции. В "Происхождении видов" Дарвин писал по этому поводу: "Тот, кто, прочтя великое произведение сэра Чарлза Ляйелля "Основы геологии", в которой будущий историк признает творение, совершившее переворот в естествознании, не захочет допустить всю громадность истекших периодов времени, пусть тотчас же закроет эту книгу",
Дарвин сделал тот смелый, но логически неизбежный шаг вперед, перед которым растерянно остановился его учитель Лайель. Он снял покровы с "тайны из тайн". Он показал, что возникновение видов — такой же естественный процесс, как и их вымирание. У них обоих одна причина — естественный отбор. Если, по Ламарку, виды в ходе эволюции не вымирали, а лишь превращались в новые и неотделимые друг от друга, как воды единого текущего потока, то у Дарвина вымирание разновидностей, видов, родов и высших систематических подразделений — неотъемлемая часть эволюционного процесса. Установление этого факта — в значительной степени следствие успехов палеонтологии в изучении вымерших организмов.
После опубликования книги Дарвина в палеонтологии начался новый этап. Там, где раньше искали резких отличий, стали обнаруживаться переходы. Палеонтологический метод перестал быть чисто эмпирическим методом, так как различия окаменелостей в вертикальном разрезе благодаря эволюционной концепции получили теоретическое истолкование.
Главное возражение против эволюционного истолкования геологической летописи выдвинул еще Кювье, который считал, что она не содержит того несметного количества переходных форм, которые связывали бы виды организмов друг с другом. У Дарвина эта особенность каменного архива получила развернутое объяснение. Как известно, он посвятил особую главу "Происхождения видов" вопросу о неполноте геологической летописи. В ней он с большой убедительностью показал, почему переходные формы сохраняются редко. Весьма существенно также, что, согласно его теории, переходные формы вообще существовали недолго, так как вытеснялись своими более совершенными потомками.