尽管梭罗始终致力于扩展自身的生物学知识，他偶尔也担心这种对科学的沉醉会影响他的艺术。1851年他问道：“什么样的科学虽然能丰富认知却损害想象？”尽管如此，他在以后的十年仍然继续磨练自己的科学观察能力，在作品中注入更多准确和权威的信息。1852年，当梭罗收到阿萨·格雷的《植物学手册》时，他终于掌握了能帮助他探索当地森林结构的工具。1860年代初期，他得到了达尔文的《物种起源》，获悉了进化和自然选择的总体观点，这为他的观察提供了权威的背景知识。
    如同文学批评家对梭罗后期的科学作品不甚重视一样，植物学和动物学分类学家对他早期关于动植物的研究也有所诋毁。现代科学家在很大程度上忽略了一个事实，那就是直到梭罗晚年，他才获得了关于北美动植物的可靠资料——因此，他早期大多数关于生物学的误认是可以原谅的。何况，分类学也从未是他的长处，这种“失败”鼓励了一些植物历史学家，如雷·安吉洛在《关于亨利·戴维·梭罗日记的植物学索引》一书中指责梭罗无力区分毒长青藤和毒漆树，也不清楚康科德地区只有一种云杉生长。其他熟悉梭罗作品的科学家也注意到他对于田间动植物的认识不尽如人意。 
    然而，他们都没有看到重点，他们对梭罗的评价仅仅基于他贫乏的分类学知识，而低估了他对于动植物之间相互联系的生态学方面的杰出洞见。实际上，我们从《种子的传播》中可以知道，梭罗是第一位受达尔文自然选择进化论影响的盎格鲁-萨克逊野外生态学家。梭罗在1856至1861年间的作品不但受到达尔文影响，还受到达尔文以前的理论家的影响，它们明确预示着直到1970年代才会完全成形的进化生态学领域关于植物生物学和共同进化方面的研究。他引领了许多课题——他统计了依靠附着在动物毛上、鸟类传播、哺乳动物摄取和排泄、以及风和水的带动得以扩散的种子的结局——这至今对于进化生态学家都是非常有趣的领域。他观察依靠动物传递的浆果的传播距离，其重要性保持了一个半世纪，这些观察非常准确，而且预见到了有关动植物互利共生的观点。 
    尽管自然选择的理论在达尔文和艾尔弗雷德·罗素·华莱士于远离温暖森林的热带群岛考察时便已萌生，梭罗认识到他们的原则既能适用于异域小岛，也能作用在他的家乡。在研究当地不同的种子传播综合病症及其进化适应性时，梭罗表现出极大的前瞻性。几十年以来，研究种子活动的生物学家仅仅收集那些依靠风力、流浪的水鸟，或者运送植物的木筏长距离传播种子的极端案例。这些趣闻仅考虑到异常之事——十亿分之一的种子在遥远的小岛上着陆，去征服新近形成的熔岩流。与此相反，梭罗的方法包括检验推论、进行野外实验、量化数据、实证鸟B确实将果C带到了地点A。他的研究更加可信地说明99％的种子传播范围不会超过母体几百码。 
    这种艰苦工作的结果是：梭罗在午后散步中逐渐阐明了绝大多数种子传播和树苗更新的方式。他通过机敏的推论得出了这些模式：他测量同类树木之间的距离，计算、称量、飘浮某些种子，注意那些积聚在窗户、车辙和动物洞穴的种子，并且观察巢鸟和哺乳动物能把浆果带到周围多远。他在群体生态学方面采取的个体研究方式——按照当今的标准来看非常现代——使他在后院里也能进行足够的观察：“就算拉布拉多的野外也无法比康科德的后院带来更多的野趣。” 
    1856年，梭罗在研究种子传播和森林更迭之际遇见了沃特·惠特曼。对他而言，惠特曼宛如美洲土地的代表、与众不同的乡土之声。一年之中，这样的比喻贯穿了梭罗的植物学研究： 
    如果一个人丰富强大，他一定是在自己的土地上。我在这里学习了40年田野的语言，也许可以更好地表达自己。如果我走向大草原，我对它们一定知之不多，过去的经验不足以使我更好地描述它们。如果我去加利福尼亚，那里的参天大树也不如这里的杂草更为鲜活。 
    在他去世前些年，梭罗完全沉迷于“学习田野的语言”。对他来说，森林就是一部等待阅读的大书：人们只要付出足够的时间，就能掌握它的语法、学会它句法的节奏。他对自然秩序的信仰使他相信，任何勤奋的学生都能学会所有植被系统的深层结构。 
    令人惊奇的是，梭罗不仅对眼前的森林进行仔细观察，他研究的是导致森林再生的过程。较他时代的其他植物学家而言，梭罗超越了对树木命名的阶段——命名只是森林的名词形式——他却在追踪它的动词形式：传粉或播种的鸟、啮齿动物和昆虫，以及其他所有塑造森林结构的媒介。 
    这是难学的语言。如1986年生态学家亨利·豪所承认： 
    自古以来，植物与吃它们果实的脊椎动物就有着不稳定的联系，无论是通过消化或播种……在当代的森林里，多达45％到90％的树种结出果实，这种进化明显是因为要满足鸟类或哺乳动物的需求。[然而，]从依靠动物传播种子的规模来看，无论植物传播种子的优势还是方法都没有完全被人理解，这个问题实在令人困惑。