Un elemento evidente nei lavori di Darwin è la descrizione delle piante come esseri viventi, non meno "viventi" degli animali. Le reazioni delle piante sono spesso lente, eppure in molti casi la sensibilità vegetale è sorprendentemente acuta e le risposte rapide. Darwin resta affascinato da queste inaspettate capacità, che cerca di collocare in un contesto di ordine "naturalistico". Si chiede: quale può essere l'utilità di questi adattamenti rispetto alla "selezione naturale"? Come si spiegano le risposte più anomale e curiose, se non sulla base di capacità insite in tutte le piante, che alcune di esse sviluppano in modo particolare nel corso della loro evoluzione? Ed è possibile documentare questa evoluzione fisiologica confrontando piante con un differente sviluppo delle caratteristiche di adattamento, "irritabilità" e motilità? Darwin si dedica a esaminare diversi gruppi di piante alla ricerca di elementi per una possibile filogenesi di forma e funzione, mettendo in campo tutti gli esperimenti che, a migliaia, è in grado di escogitare: dai bastoncini e pali di sostegno di varia forma e consistenza, ai sottilissimi fili di lino e cotone per testare la sensibilità delle piante al tocco, alle operazioni chirurgiche millimetriche su apici di radici e germogli, fino a sorprendenti ricorsi a sostanze chimiche come il nitrato d'argento come "caustico" (con notevole successo) e all'uso di anestetici e di miscele organiche di oli ed altro (con minor successo).

Le ricerche di Darwin hanno portato un contributo di grande valore alla scienza botanica e alla fisiologia delle piante. Darwin ha chiarito che i movimenti, predominanti in una varietà di piante specializzate, sono universali. In questo punto di vista riconosciamo la radicata mentalità evoluzionistica dello scienziato, che si chiede come possano essersi originati tutti questi diversissimi tipi di movimento e riconosce che a loro fondamento deve esserci proprio la circumnutazione. È una proposta unificante di grande respiro, che non troverà, come tale, frequenti riscontri nella letteratura scientifica successiva.

Non possiamo non rimarcare che in questo campo l'eccezionale ingegno sperimentale di Darwin non ci ha solo donato una montagna di dati sulla percezione della luce, compresa l'identificazione dell'apice vegetativo del germoglio come area fotorecettoriale, ma ha dato vita a un concetto assolutamente nuovo: la trasmissione dello stimolo da luce fino ai siti di crescita. I suoi studi servirono da modello e da linee guida per coloro che a distanza di pochi anni ripresero con gli stessi metodi le indagini sul fototropismo in senso biofisico e in senso biochimico-fisiologico.