Uno scritto del 1876 (The effects of Cross and Self-fertilisation in vegetable Kingdom, London) contiene una serie numerosissima di ricerche dirette a risolvere il quesito dei vantaggi della fecondazione incrociata nel regno vegetale. Sebbene in natura a meglio assicurare la riproduzione delle piante serva il loro ermafroditismo, basta l'osservazione più semplice per convincersi che l'autofecondazione è assai meno vantaggiosa all'individuo dell'incrociamento, e che la natura aborre in generale dalle nozze consanguinee. La dicogamia di moltissime specie, la deistogamia o esistenza in una stessa pianta di fiori sterili e di fiori fecondi (scoperta anch'essa dal Darwin), l'utilità degli insetti pel trasporto del polline da un fiore all'altro e da una pianta all'altra, ed altri fatti simili furono il punto donde prese le mosse il Darwin per istudiare l'interessante problema. Durante undici anni e colla cura più scrupolosa egli esperimentò su 2177 piante spettanti a 57 specie e a 52 generi di tutte le parti del mondo, tenute sotto osservazione dalla germinazione fino alla maturità delle sementi: e solo dopo tutto questo lavoro poté giungere alla conclusione generale, che nella grande maggioranza dei casi gli individui ottenuti con una fecondazione incrociata sono più robusti, più alti, più vigorosi, e posseggono più sementi che non quelli prodotti coll'autofecondazione. I vantaggi dell'incrociamento debbono attribuirsi, secondo il Darwin, a ciò che gli individui incrociati furono sottomessi a condizioni diverse di ambiente e che esisteva un certo grado di differenzialità fra i loro prodotti sessuali; di guisa che una limitata modificazione nelle condizioni di vita appariva, dopo tali scoperte, utile agli organismi, e così pure si scorgeva vantaggiosa alla specie la fusione di due individui alquanto differenti fra loro.