Размолвка при выборе специальности не нарушила дружеских отношений сына с отцом, которого молодой Бутлеров иначе и не называл, как другом. Но волею случая именно их общее увлечение ботаническими и энтомологическими экскурсиями привело к трагическому исходу.
В первые годы пребывания в университете Бутлеров посвящал ботанике и зоологии не меньше времени, чем химии, пожалуй даже к химии его менее влекло. В основе увлечения ботаникой и зоологией лежала возможность выносить науку в поле, в лес, собирая коллекции и изучая природу в непосредственной близости к ней.
Такого рода увлечению способствовало и то, что к городу примыкали великолепные предместья — Адмиралтейская слобода, соединенная с городом дамбой, Зилантов монастырь, Ягодная слобода, пороховой завод, монастырь «Кизических чудотворцев», окруженный сосновою рощей.
На восток за городом расстилалось Арское поле, застроенное прекрасными зданиями Родионовского института благородных девиц, военного госпиталя и духовной академии.
За этими зданиями на Арском поле находилось кладбище, утопающее в зелени и служившее излюбленным местом прогулок городских жителей.
За кладбищем на живописной местности, пересеченной оврагами, зеленела березовая роща, служившая также местом летних загородных прогулок. Несколько южнее располагались два озера — Малый Кабан и Большой Кабан, из которых ближайшее к городу соединялось с рекой Казанкой каналом, называвшимся Булак.
Часть Казани располагалась на горе, вокруг засыпанного теперь Черного озера. Вся остальная часть города, большая по площади и по числу жителей, располагалась на низменности, местами затопляемой весенними водами.
Во время разлива Волга и Казанка сливали свои воды, покрывая все низменности, подходя под самые стены древнего Казанского кремля, так что весь город казался стоящим посредине огромного озера.
Местоположение города и красивые его окрестности, несомненно, много способствовали увлечению казанских студентов энтомологией и зоологией. Этому увлечению посвящен очерк С. Т. Аксакова «Собирание бабочек», в котором поэзия занятия, ставшего страстью Бутлерова, раскрывается с исключительной силой и яркостью.
«Как нарочно, — рассказывает Аксаков, — несколько дней не удалось нам попасть за город, в рощи и сады за Арским полем. Мое нетерпение, возрастало с каждым часом. Я, даже не испытав еще настоящим образом удовольствия ловить бабочек, особенно редких или почему-либо замечательных, уже всею душою, страстно, предался новому увлечению, и в это время, кроме отыскивания червяков, хризолид и ловли бабочек, ничего не было у меня в голове; Панаев разделял мою новую охоту, но всегда в границах спокойного благоразумия. Наконец в один воскресный или праздничный день, рано поутру, для чего Панаев ночевал у меня, потому что я жил гораздо ближе к Арскому полю, вышли мы на свою охоту, каждый с двумя рампетками: одна, крепко вставленная в деревянную палочку, была у каждого в руках, а другая, запасная, без ручки, висела на снурке через плечо. У каждого также висел картонный ящик, в который можно было класть пойманных бабочек. Едва ли когда-нибудь, сделавшись уже страстным ружейным охотником, после продолжительного ненастья, продержавшего меня несколько дней дома, выходил я в таком упоительном восторге, с ружьем и лягавой собакой, в изобильное первоклассной дичью болото!.. Да и какой весенний день сиял над нашими молодыми головами! Солнце из-за рощи выходило нам навстречу и потоками пылающего света обливало всю окрестность. Как будто земля горела под нашими ногами, так быстро пробежали мы Ново-Горшечную улицу и Арское поле… И вот он, наконец, перед нами, старый, заглохший сад, с темными, вековыми липовыми аллеями, со своими ветхими заборами, своими цветистыми полянами, сад, называвшийся тогда Волховским. Хор птичьих голосов, заглушаемый соловьиными песнями, поразил сначала мой слух, но я скоро забыл о нем…»
Вот такие загородные прогулки, совершаемые ранней весной в окрестностях Казани, а летом — далекие экскурсии в заволжские степи, составляли юношескую страсть Бутлерова.
Эту страсть разделял с ним его товарищ студент Николай Петрович Вагнер, сын профессора минералогии, впоследствии известный зоолог и писатель. Летом 1846 года они даже отправились в киргизские степи, надеясь обогатить свои коллекции, мечтая о новых ботанических и энтомологических открытиях в крае, столь мало в то время исследованном.
Экспедицию возглавляли отец Вагнера, профессор П. И. Вагнер, и приват-доцент М. Я. Киттары. Кроме Вагнера-сына и Бутлерова, в экспедицию входил еще студент Д. П. Пятницкий. Все члены экспедиции были связаны дружескими отношениями, сохранившимися на всю жизнь.