1899年的得州小镇，落后而且沉闷。12岁的卡波妮娅生于传统家庭，却发现自己不合时宜地迷恋上了科学。她离经叛道的兴趣给她的家族带来了极大的冲击，母亲希望卡波妮娅成为一个高贵的淑女，可她自己却渴望走一条其他女孩没有走过的路。醉心科学世界的卡波妮娅，在表面威严却开明有趣的爷爷的引导下，开始了人生的第一堂启蒙教育。她和爷爷一起观察昆虫和植株，甚至还发现了一个从未命名的新物种。在充满惊喜的大自然里，卡波妮娅体会着达尔文法则的奇妙之处，也渐渐地明白了自己想成为怎样的人……