Интерес к исследованиям в Средней Азии проявляло Русское географическое общество. Уже в 1873 г. им была организована экспедиция в низовья Амударьи. В 1874 г. Географическое общество направило в район Амударьи большую экспедицию под руководством Н. Г. Столетова. Перед нею были поставлены широкие задачи по изучению края в топографическом, метеорологическом и гидрологическом отношениях и сбору этнографических и статистических данных. Особый отряд возглавил в ней Н. А. Северцов. В состав отряда вошли также ботаник С. М. Смирнов и геолог Н. П. Барбот-де-Марни.
Петербургское общество естествоиспытателей по предложению Богданова также решило организовать экспедицию в Среднюю Азию. Этой мыслью он увлек двух молодых зоологов: О. А. Гримма, воспитанника Петербургского университета, ученика К. Ф. Кесслера, только что перед этим окончившего курс, и ученика Н. П. Вагнера по Казанскому университету, перешедшего в Петербург, B. Д. Аленицына. План экспедиции, получившей название Арало-Каспийской, был составлен Богдановым и доложен на заседании общества. В нем говорилось:
«Во-первых, два зоолога одновременно займутся исследованием морской фауны — один на Аральском, другой на Каспийском морях. Фауна Арала целиком неизвестна; фауна Каспия лишь по отрывочным данным, собранным разными учеными, притом эти данные относятся в основном к ихтиологической фауне. Параллельные и одновременные исследования фауны этих двух морей, без сомнения, дадут богатый материал для разрешения вопроса о времени разъединения этих морей и пояснения истории вымирания морских форм с уменьшением солености и с высыханием бассейнов.
«Во-вторых, зоолог вместе с ботаником или геологом нашли бы непременно богатый материал для своих специальных исследований на Усть-Урте и в ближайших степях. Не говоря уже о малой известности Усть-Урта, обследованного лишь по берегам Каспия, эта высокая площадь с несколькими хребтами невысоких гор среди низменных степей, ее окружающих, является островом с интересными древними и новыми отложениями и оригинальными формами животных, чуждыми низменной степи. С другой стороны, этим специалистам было бы желательно проникнуть в дельту и на нижний плес Амударьи с целью пополнить собранные там в прошлом году материалы.
«Исследования на Каспии желает принять на себя О. А. Гримм; исследованиями на Арале желал бы заняться В. Д. Аленицын; я с удовольствием приму на себя изучение сухопутной фауны Усть-Урта и низовьев Амударьи» (I, 41, стр. XLVI—XLVII).
Таким образом, наметилось фаунистическое исследование большой территории двух морских бассейнов и суши между ними. С участием ботаника или геолога исследования могли быть еще более расширены.
Обе экспедиции — Амударьинская и Арало-Каспийская— должны были работать одновременно. Чтобы не дублировать друг друга, участники договорились четко разграничить районы исследований. Экспедиция Русского географического общества действовала в долине Амударьи и западнее, в Кара-Кумах, экспедиция Петербургского общества естествоиспытателей — на Аральском и Каспийском морях, полуострове Мангышлаке и плоскогорье Усть- Урт. Руководители отрядов — М. Н. Богданов и Н. А. Северцов — условились о взаимной помощи. Кроме Богданова, Гримма и Аленицына в состав Арало-Каспийской экспедиции был включен также молодой зоолог М. А. Бутлеров, сын А. М. Бутлерова, только что окончивший Петербургский университет. Поскольку геологические исследования обеих экспедиций были очень близки, то было решено поручить их одному человеку — Барбату-де-Марни. Часть маршрута западнее Арала (на Мангышлаке и Усть-Урте) он должен был проделать вместе с М. Н. Богдановым, а далее, в дельте Амударьи, перейти в отряд Н. А. Северцова.
Весной 1874 г. Арало-Каспийская экспедиция направилась в район работ.
В распоряжение экспедиции должна была быть предоставлена на Каспии казенная шхуна «Хивинец», а на Арале — баркас и баржа. Однако, когда О. А. Гримм прибыл в Баку, шхуна стояла на ремонте. Ему пришлось ждать около двух месяцев. Это сильно нарушило планы исследования, так как в это время он вынужден был ограничиться знакомством с Бакинской бухтой и прилегающими к ней участками моря, а также экскурсировать вдоль побережья.
В середине июля «Хивинец» наконец вышел в море. Маршрут лежал на восток через Каспий до Красноводска и оттуда на юг вдоль побережья. Обогнув южную половину Каспия вдоль берега, «Хивинец» через месяц вернулся в Баку. Гримм весьма подробно обследовал южную часть Каспийского моря, которая до этого была изучена хуже других его частей. Всего он добыл около 120 видов животных, из которых две трети оказались для Каспия новыми.