Первая поездка в Туркестан

До начала экспедиции учёный был командирован вместе с женой в страны Европы. Он побывал в Вене, Германии, Италии, где консультировался с ведущими учёными по программе будущих исследований. А осенью 1868 года супруги Федченко и присоединившийся к ним по дороге препаратор И. Скорняков отправились в далёкое путешествие через Оренбург, Орск, приаральские пески... За 53 дня небольшой отряд добрался до Ташкента. Была середина зимы, но работа пошла. Были организованы метеорологические наблюдения в Самарканде, никогда ещё не проводившиеся в этих краях. Весной приступили к полевым работам в Зеравшанской долине.

О ней Федченко писал: «Это не более, если так можно выразиться, залив степи, глубоко врезавшийся между двух хребтов гор, с быстрой и каменистой рекой посредине. Природой дано, таким образом, два главных элемента, степь и горы. Труд человека, воспользовавшись рекой, прибавил третий — сады и поля».

Для Федченко был характерен комплексный подход к исследованию природы. Открыв истоки Зеравшана, всесторонне исследовав долину этой реки, обратив особое внимание на её хозяйственное освоение, он одновременно изучал богатый животный и растительный мир долины.

На основе своих исследований Федченко сделал очень важный вывод о климатическом сходстве Туркестана со странами Средиземноморья и единстве их флоры и фауны. Другое крупное, мирового значения открытие относится к медицинской географии: он впервые описал биологию и географию ришты, одного из наиболее опасных паразитов у животных и человека, и предложил эффективный способ его уничтожения.

Объем работы учёного характеризуют такие цифры: в его исследовательской коллекции было около восьми тысяч экземпляров птиц, млекопитающих, рептилий, насекомых, при этом одних только пчёл, ранее не известных в Средней Азии, около трёхсот видов. Столь же огромен был гербарий. Собранный в основном Ольгой Федченко, он позволил сделать вывод об общем происхождении флоры Средней Азии и Средиземноморья.

С первыми результатами исследований Федченко приехал в Москву на годичное собрание Общества любителей естествознания, где выступил с обстоятельным докладом о работах в Зеравшанской долине. Доклад вызвал огромный интерес научной общественности. Автору присудили премию имени Г.Е. Щуровского; Ольга Федченко была награждена Золотой медалью.