Немногие специалисты, выпущенные университетами, выбирали чаще всего научную карьеру в самих университетах и других высших учебных заведениях, число которых было невелико, занимая преподавательские и вспомогательные должности, а социальный заказ государства на специалистов в других нишах, в первую очередь в промышленности, отсутствовал. Существующее противоречие между накоплением научного знания, требовавшего расширения специализации, и ненужностью специализации для занятия учительской должности приводило к искусственному сдерживанию развития естественных наук в университетах, которое требовало решения. Однако в период существования Российской империи такое решение найдено не было.
В начале XIX в. в университетах Российской империи закладываются основы биологического образования и науки, что напрямую было связано с новым университетским уставом 1804 г., провозгласившим равноправие всех четырех факультетов. Существовавшая ранее натуральная история, находившаяся в положении, подчиненном медицине, получила свой собственный факультет, несмотря на то что организационно относилась к физико-математическому факультету, а дисциплинарно – к медицинскому. Это можно заметить по тому, что абсолютное большинство профессоров-биологов первой половины XIX в. имели медицинское образование и медицинские ученые степени. Следующим стал этап разделения естественной истории на три ветви – ботаники, зоологии и минералогии. Несмотря на попытки выделить зоологию в отдельную кафедру, лишь устав 1835 г. следует признать дисциплинарным разделом естественной истории в России. Это подтверждается тем, что сразу после его принятия физико-математические факультеты были разделены на отделения математических и естественных наук, а естественно-научное образование отделено от математического.
Безусловно, подобные процессы не устанавливаются правительственными распоряжениями, но эти распоряжения их закрепляют законодательно. К 1830‑м гг. в университетах Российской империи созрели условия для разделения как естественной истории на три ветви, так и самого физико-математического факультета, на котором появилось естественное отделение. В отношении развития биологии на естественных отделениях именно появление кафедры зоологии и разделение физико-математических факультетов оказали влияние на преодоление дисбаланса между ботаникой и зоологией, существовавшего в первой трети века в связи с лучшим развитием ботаники как «помощницы» медицины. Это разделение кафедр и дисциплин коснулось также и учебно-вспомогательных учреждений (были разделены кабинеты естественной истории), что помогло создать базу для зоологических кафедр. Однако дальнейшее развитие специализации предполагало ее углубление, а также расширение практических занятий, но в России в 1840–1850‑е гг. этого не произошло. Практические занятия оставались прерогативой немногих, господствовал лекционный способ преподавания, а лаборатории и кабинеты продолжали собирание коллекций, которые практически не использовались в учебном процессе. В 1840–1850‑е гг. на естественных отделениях не было достаточных условий для развития науки, так как только начинала складываться собственная научная база, а подготовка профессорско-преподавательского состава велась непоследовательно. Реформы 1830‑х гг. имели гораздо большее значение для модернизации образования, нежели науки, поэтому дисбаланс между ними сохранялся до конца 1850‑х гг., что влияло на состояние биологических научных исследований в университетах.
К началу 1860‑х гг. и в университетах, и в министерстве понимали необходимость перемен. Был принят новый устав, удвоивший число кафедр биологического профиля и увеличивший количество учебно-вспомогательных учреждений, а также их финансирование, физико-математические факультеты во всех университетах были разделены на математические и естественные отделения с первого курса, одновременно министерство начало активную подготовку научных кадров. В 1860‑е гг. отмечены попытки углубления специализации студентов-естественников на третьем-четвертом курсах, которые пресекались правительством в 1870‑е гг. Однако благодаря практическим занятиям началось усиление научных исследований. Если раньше выпускники, желавшие специализироваться в биологических науках, ехали за знаниями и практикой в европейские лаборатории, то в 1870–1880‑е гг. специализация стала возможна в России. Основой специализации стали практические занятия и спецкурсы, число которых, однако, пока было невелико. На внедрение практических занятий в учебный процесс значительно повлияли массовые зарубежные стажировки конца 1850–1860‑х гг. и возможность организовать лаборатории благодаря штатам устава 1863 г. Но обязательность практических занятий отсутствовала, да и лаборатории создавались медленно и испытывали проблемы с помещениями и оборудованием, что влияло на организацию учебного процесса и научных исследований.