Верно: Чарлз Дарвин.
Правильно: ...Чарльзом Дарвином.
Потому что это разные фамилии. Вот правило для фамилии Дарвин: иноязычные фамилии на -ин и -ов имеют в творительном падеже окончание -ом (Дарвином, Гершвином, Чаплином). Тем самым они отличаются от русских фамилий на -ин и -ов. Ср.: Иван Петрович Дарвин – Иваном Петровичем Дарвиным.
Если фамилия Сухомлин русская, правильно: Сухомлиным. Окончание -ом пишется только в иноязычных фамилиях на -ин: Дарвин – Дарвином, Гершвин – Гершвином.