Работы В. Д. Аленицына в Аральском море развернулись несколько в ином плане. Непосредственной его задачей, как и Гримма, было обследование водной фауны Арала. Но Аленицын сильно расширил круг своих наблюдений. Он собирал материал не только по водной фауне, но и по фауне островов и побережья Аральского моря. Немалое значение имели и ботанические сборы Аленицына, которые составили коллекцию из 89 видов водной флоры. Очень большое внимание Аленицын уделил также геологическому строению берегов Арала, его островов и дна.
Пока Гримм и Аленицын вели исследования самостоятельно, члены сухопутного отряда Богданов, Бутлеров и Барбот-де-Марни пересекли полуостров Мангышлак, поднялись на Усть-Урт, посетили развалины форта Ново-Александровского, пересекли пески Сели и Асмантай-Матай и спустились к Аральскому морю, где их в урочище Кара- Тамак ожидал Аленицын.
Некоторое время Богданов и Бутлеров плавали на барже с Аленицыным, а Барбот-де-Марни занимался исследованием берегов Арала, продвигаясь по суше вдоль побережья. Добравшись затем морем до горы Кушханетау, члены экспедиции расстались с Барботом-де-Марни, который дальше отправился в район форта Ново-Александровска и в Самарканд.
М. Н. Богданов и М. А. Бутлеров, выполняя вторую половину программы сухопутных исследований, занялись изучением фауны нижней части долины Амударьи. Они остановились в районе крепости Нукус, откуда делали выезды в Петро-Александровск, на Даукаринские озера и в другие пункты дельты. В начале октября они тронулись в обратный путь через Баймурат на Казалинск, где и закончился маршрут экспедиции. Были собраны богатые коллекции фауны, особенно птиц.
В конце октября 1874 г. участники Арало-Каспийской экспедиции вернулись в Петербург. Их краткие отсчеты были опубликованы в «Трудах Петербургского общества естествоиспытателей» (т. 6, вып. 1 за 1875 г.).
Материалы исследований публиковались в течение ряда лет в специальном издании. «Труды Арало-Каспийской экспедиции» выходили отдельными выпусками как приложение к «Трудам Петербургского общества естествоиспытателей». Большой исторический очерк Богданова об изучении Арало-Каспийского края с начала XVIII столетия, напечатанный в первом выпуске «Трудов» экспедиции (1875), служил введением к остальным работам, освещающим разные стороны исследований, проведенных членами экспедиции.
Второй выпуск заняла монография О. А. Гримма «Каспийское море и его фауна» (1876). Составлена она была на основе двух поездок Гримма на Каспий — в 1874 и в 1876 гг.
Исследования Гримма на Каспийском море в значительной степени выяснили состав его фауны и характер ее распределения. Впервые были найдены 13 видов простейших организмов. Изучение каспийских моллюсков было проведено наиболее полно, что дало возможность набросать в общих чертах картину их эволюции. Последнее обстоятельство сильно способствовало выяснению геологической истории Каспийского бассейна, так как моллюски— древняя и малоподвижная группа организмов — представляют хороший материал для иллюстрации геологических преобразований заселяемых ими водоемов.
Третий выпуск «Трудов Арало-Каспийской экспедиции» (1876) составила работа В. Д. Аленицына «Гады берегов и островов Аральского моря». Эта монография содержит описание 12 видов пресмыкающихся, обитающих в окрестностях Арала. В пятом выпуске Аленицын опубликовал два очерка по геологии аральского района.
В четвертом выпуске «Трудов Арало-Каспийской экспедиции» (1877) была напечатана работа К. Ф. Кесслера о рыбах южнорусских морей. На основе анализа видового состава рыб К. Ф. Кесслер пришел к заключению, что Каспийский бассейн отделился от Черного моря до соединения последнего со Средиземным, а после этого от Каспия отделился Арал.[1 Подробнее о работе К. Ф. Кесслера см.: Н. Н. Банина. К. Ф. Кесслер и его роль в развитии биологии в России. Л., 1962.]
Результаты геологических исследований Н. П. Барбота-де-Марни увидели свет позже других, в 1889 г. Смерть геолога прервала его работу над материалом экспедиции. Это дело завершили его ученики.
В изучении материала Арало-Каспийской экспедиции принял деятельное участие профессор Киевского университета И. Г. Борщов, член Сырдарьинской экспедиции Северцова 1857 г. Он описал ботаническую коллекцию Аленицына. Работа Борщова «Водоросли Аральского моря» — первое обстоятельное исследование флоры Арала.
Основной труд М. Н. Богданова, посвященный Средней Азии, — «Очерки природы Хивинского оазиса и пустыни Кызылкум» — был издан в Ташкенте в 1882 г. Книга написана в форме очерка и рисует живые картины природы Средней Азии и быта населяющих ее народов. Подобно многим естествоиспытателям того времени, М. Н. Богданов собирал не только сведения по фауне, но подробно знакомился с природными и климатическими особенностями, характером почв и растительности, с геологией, с местным населением, его жизнью и хозяйством. Поэтому книга его до сих пор привлекает читателя и представляет большой познавательный интерес. Недаром выдающийся географ и путешественник П. П. Семенов- Тян-Шанский назвал ее прекрасной.