Төртінші кезеңде (XIX ғ 60 жылдары) биогеография организмдердің таралуын ғылыми тұрғыдан түсіндіретін болды. Дегенмен, XIX ғасырдың бірінші жартысында Ламарктың «Табиғат философиясы» (1809) кітабындағы дәлелді дәйектерге қарамастан, эволюциялық процестердің үзіліссіздігі, қазіргі фауна ежелгі жойылып кеткен фаунадан шығатыны туралы түсініктер көптеген ғалымдар үшін жат болып көрінді. Дарвиннің «Түрлердің тектік шығуы» (1859) атты еңбегі жарияланған соң, тек эволюциялық ілім арқылы ғана жануарлар мен өсімдіктердің қазіргі кездегі таралу себебін түсіндіруге болатыны анықталды, өйткені өздері мекен еткен физика-географиялық жағдайлары сияқты организмдерде баяу және тұрақты өзгерістерге ұшырайды. Осыдан түрлік өзгерістер қоршаған орта өзгерістерімен тығыз байланысты деген қортынды шығады.
Дарвиннің эволюциялық түрде дамуын дәлелдейтін жаңа идеялардың шығуы биология ғылымдарының, әсіресе биогеографияның күрт дамуына әкелді.
