Для первого периода характерно развитие биологических и других естественных наук, что привело в начале следующего периода к победе эволюционной теории.
В 1833 г. вышла книга К. Глогера (GIoger, 1833) «Изменение птиц под влиянием климата». В ней показано, что окраска европейских птиц становится более интенсивной и яркой в направлении с севера на юг (правило Глогера), в результате чего виды названных птиц распадаются на климатические вариететы, принимаемые отдельными орнитологами за самостоятельные виды. Глогер указал, что аналогичным изменениям подвержены и млекопитающие. Это был первый обстоятельный труд по закономерностям географических изменений организмов.
В 1847 г. опубликована работа К. Бергмана (Bergmann) «Об отношении экономии тепла животных к их величине». На основании соображений о балансе тепловой энергии в теле гомойотермных животных он пришел к заключению, что в северном полушарии размеры тела последних должны возрастать к северу (правило Бергмана). Справедливость этого вывода Бергман подтвердил, сопоставляя величины тела некоторых хищных европейских птиц с их географическим распространением.
Данные Глогера могли послужить доказательством эволюционного возникновения новых видов из климатических вариететов, а соображения Бергмана о приспособительном значении географических изменений величины тела гомойотермных животных могли способствовать обоснованию теории естественного отбора. Однако оба ученых не были эволюционистами и не пытались найти естественное объяснение возникновению новых форм организмов.
Ч. Дарвин, будучи в 1831—1836 гг. участником экспедиции на корабле «Бигль», не зная исследований Глогера, обратил внимание на постепенные изменения различных признаков у разных животных, на южноамериканском материке в направлении с севера на юг. Эти факты вместе с данными по палеозоологии Южной Америки и составу фауны Галапагосских островов способствовали тому, что Дарвин стал убежденным эволюционистом. После возвращения из путешествия и до выхода в свет «Происхождения видов» Дарвин разрабатывал теорию естественного отбора, уделяя при этом внимание и географическим изменениям диких и домашних животных. Он отмечал, что многие из подобных изменений адаптивны и возникли в результате естественного отбора. Таким образом именно Дарвин заложил основы глубокого эволюционного анализа рассматриваемой проблемы в свете теории естественного отбора.