Теория эволюции - это общебиологическая теория, формирующая парадигму для всего спектра современных биологических исследований. Ее разработка в значительной степени определяется уровнем развития биологии в целом, в первую очередь таких ее отраслей, как генетика, эмбриология, экология и палеонтология. Тем не менее, большое значение имеют исследования, исходно направленные на изучение закономерностей эволюционного процесса. Подобные исследования и составляют предмет научно-исследовательской работы кафедры. Их общее название - "Изучение закономерностей макро- и микроэволюции". В рамках этой обширной темы, охватывающей практически всю теорию эволюции, коллектив кафедры ведет исследования, в основном, по следующим направлениям:

1) Эволюционная генетика и видообразование;

2) Изучение естественного отбора;

3) Эволюция онтогенеза;

4) Коадаптивная эволюция в многовидовых сообществах, эволюция различных таксономических групп на макроэволюционных временах.

К первому направлению относится изучение генетических процессов в популяциях. Исследуются причины и механизмы возникновения полиморфизма, закономерности его преобразований и факторы стабилизации в чреде поколений. В рамках этого направления изучается взаимосвязь между жизненными (репродуктивными) стратегиями особей и полиморфной структурой популяции. Выясняется, какие факторы могут нарушать работу механизмов, стабилизирующих внутрипопуляционный полиморфизм, и в каких случаях подобные нарушения могут служить стартовой точкой для процессов видообразования. Исследуется роль генетического полиморфизма как фактора, обеспечивающего эволюционную стабильность видов. Объектами исследований являются природные и лабораторные популяции позвоночных животных и насекомых.

В рамках второго направления исследуется действие естественного отбора в природных популяциях животных и растений. В природе на любую популяцию живых организмов действует огромное число абиотических и биотических факторов. Все они являются факторами естественного отбора. В лабораторных условиях такой комплекс взаимодействий смоделировать невозможно. Именно поэтому, одним из основных направлений нашей работы являются исследования, проводимые в естественной среде. Благодаря многолетним исследованиям, объектами которых были выбраны популяции бурых лягушек из различных географических зон нашей страны, было обнаружено, что противодействие разнонаправленных, уравновешивающих друг друга векторов естественного отбора приводит к стабилизации фенотипического облика вида. Изменение морфо-функциональной организации вида возможно только в том случае, если равновесие векторов отбора (контрбаланс векторов отбора) будет нарушено, что, вероятно, может происходить при резком изменении условий существования вида.

В рамках третьего направления изучается эволюция ранних стадий онтогенеза. Естественный отбор может действовать на признаки, прямо или опосредованно влияющие на приспособленность организма к среде обитания, т.е. на функциональные признаки. Дофункциональные стадии развития структуры или органа "оцениваются" естественным отбором с точки зрения эффективности и надежности формирования функциональной стадии. Отбором не будут поддержаны не только те пути развития, которые ведут к образованию "дефектной" структуры, но и те, которые приводят к формированию нормально функционирующих структур, но происходят с низкими темпами и высокими затратами энергии. Удалось показать, что эволюция раннего развития происходит в значительной мере за счет эписелекционных процессов - опосредованных эффектов естественного отбора, идущего по совершенно другим признакам фенотипа. Например, отбор на формирование специализированного слоя клеток, защищающего эмбрион костистых рыб от воздействия окружающей среды, косвенным образом привел к изменению набора морфогенезов, обеспечивающих развитие центральной нервной системы.

Четвертое направление исследований посвящено проблеме коадаптивной эволюции в экосистемах. Виды существующие на одной территории вынуждены взаимно приспосабливаться и делить ресурсы необходимые для своего существования. Выяснилось, что коадаптация канализирует эволюцию экологически близких видов. Каждый из видов может сохраниться как компонент коадаптивного комплекса только при постоянном совершенствовании механизмов использования ресурсов своей экологической ниши. Этим задается жесткая направленность морфо-функциональной эволюции видов. Также, в рамках этого направления, проводятся исследования позволяющие описать историю становления современных фаун муравьев.