Tre anni dopo il libro sull'origine delle specie, il Darwin ne pubblicava uno sulla Fecondazione delle Orchidee per opera degli insetti e sull'utilità dell'incrociamento (1862), la quale valse a dimostrare come molti fatti biologici mal conosciuti o posti in non cale dai naturalisti avessero invece una importanza ben più grande delle loro aride ed artificiose classificazioni. Egli intraprese questo studio per provare che la stessa pianta non è sempre fecondata dal suo polline e che la natura provvede con disposizioni speciali per favorire l'incrociamento degli individui anche ermafroditi, come le Orchidee. Dapprima intraprese ricerche sulle sole specie inglesi, ma a mano a mano che ei s'andava interessando all'argomento estese anche le sue indagini all'intera famiglia. Si può dire, senza tema di errare, che l'opera del Darwin illumina la struttura e le funzioni degli organi di questa immensa famiglia di piante meglio che non lo avessero fatto tutte le ricerche antecedenti. Oltre a ciò, Darwin indicò nuovi campi di indagine e scoperse principii nuovi ed inaspettati applicabili all'intero regno vegetale, mettendo in chiaro i maravigliosi rapporti che ne legano i caratteri morfologici e funzionali coi costumi di date classi d'insetti, e perciò anche con i caratteri di forma e funzione del regno animale. Le Orchidee sono costrutte in modo da costringere gli insetti che le visitano a farsene i pronubi, trasportando il polline da un fiore all'altro, impedendo le nozze consanguinee e l'autofecondazione, e facilitando così l'incrociamento che è fonte di robustezza e di fertilità per la specie.