De verschillende bloemvormen op planten van dezelfde soort

Al vóór Darwins tijd was bekend dat sommige planten bloemen hebben met lange stampers en korte meeldraden of juist lange meeldraden en korte stampers. Darwin geloofde niet dat dit slechts gewone variatie was, zoals veel van zijn tijdgenoten dachten, omdat deze twee vormen steeds in ongeveer gelijke aantallen voorkomen. Vastbesloten om tot een bevredigende verklaring te komen experimenteerde hij jarenlang met kruisingen tussen de verschillende bloemvormen. Honderden bloemen van tientallen plantensoorten werden door Darwin in de kassen en in de bloembedden bij zijn huis met een penseeltje bestoven. De zaden die de kruisingen opleverden werden verzameld, geteld, gewogen en op kiemkracht getest.
Van de tweevormige bloemen (lange of korte stampers en meeldraden) zijn zes kruisingen mogelijk. Van de drievormige bloemen (met ook nog middellange stampers en meeldraden) kunnen achttien kruisingen gemaakt worden. Om deze te onderzoeken telde Darwin onder de microscoop maar liefst 20.000 zaden van de drievormige Kattenstaart! Hij doet hier uitgebreid verslag van omdat hij, zoals hij droog opmerkte, niet verwachtte dat iemand anders deze proeven snel zou herhalen.
Het onderzoek van Darwin was baanbrekend en leidde tot uitgebreid vervolgonderzoek, ook in deze tijd nog.