I 1864 dro han til Tyskland for å studere sjødyr på øyen Helgoland. Han fikk råd av botanisten Ferdinand Cohn om å jobbe med Rudolf Leuckart ved universitetet i Giessen. Det var i Leuckarts laboratorium at han gorde sin første vitenskapelige oppdagelse, alternering i generasjoner hos både seksuelle og aseksuelle rundormer. I 1867 dro han tilbake til Russland for å få doktorgraden sin med Alexandr Kovalevskij fra universitetet i St. Petersburg. I 1870 fro han til Odessa for i bli professor i zoologi og komparativ anatomi.