Замысел М. В. Ломоносова осуществился через несколько лет после его смерти, когда по указу Екатерины II была организована академическая экспедиция 1768–1774 годов. В составе экспедиции создается пять отрядов: два "астраханских" и три "оренбургских", "Астраханские" отряды возглавляли молодые натуралисты С. Г. Гмелин и И. А. Гюльденштедт. Руководителями "оренбургских" отрядов назначаются П. С. Паллас, И. И. Лепехин и И. П. Фальк. Главная цель экспедиции состояла в выявлении, описании и изучении природных ресурсов, необходимых для дальнейшего хозяйственного развития России.

Астраханская и особенно Оренбургская губернии представляли значительный интерес для правительственных кругов. Ведь всего за несколько десятилетий до этого было осуществлено добровольное присоединение к России казахских земель (1731 г.) и организована оренбургская экспедиция И. К. Кирилова (1734 г.).

Путешественники получили от Академии наук путевые планы и инструкции. Программа работы экспедиций была проникнута идеями Ломоносова и его пониманием государственного значения географических исследований России.

В состав экспедиционных отрядов вошли академики, адъюнкты и студенты Академии, рисовальщики, чучельщики, стрелки. Почти все участники экспедиции были очень молоды. Руководителям "оренбургских" отрядов И. И. Лепехину было 28, а П. С. Палласу — 27 лет. Среди их помощников преобладали юноши от 15 до 17 лет, многие из которых позднее стали крупными учеными.

Весной 1768 года все приготовления были закончены, а в июне обозы "астраханских" и "оренбургских" отрядов один за другим вышли из Петербурга и отправились в далекий путь.

Выдающуюся роль в академических экспедициях 1768–1774 годов сыграл Петр Симон Паллас (1741–1811). Он родился в Берлине. Учился в Германии, Голландии, Англии и уже в 60-х годах XVIII столетия приобрел европейскую известность как крупный ученый-натуралист. В 1767 году по приглашению Академии П. С. Паллас приехал в Россию и вскоре был назначен начальником первого "оренбургского" отряда академической экспедиции.

Ни одно экспедиционное академическое мероприятие до этого не готовилось столь тщательно, как экспедиция 1768–1774 годов. Паллас с глубоким знанием дела разработал "Путевой план" экспедиции. Кроме того, за год пребывания в России он изучил русский язык настолько глубоко, что мог самостоятельно пользоваться русскими источниками.

21 июня 1768 года Паллас отправился в путь. Осенью того же года он въехал в пределы Оренбургской губернии, побывал в селе Спасском близ Бугульмы — имении Петра Ивановича Рычкова, от которого получил много ценных советов. Зиму 1768–1769 года путешественник провел в Симбирске (ныне Ульяновск).

К детальному изучению природы Оренбургского края Паллас приступил в июне 1769 года. Его путь лежал вдоль Самарской укрепленной линии на Оренбург. Паллас не мог остаться равнодушным к природе Оренбуржья. О Бузулукской крепости он пишет: "Ее можно представить себе приятнейшей страной: ибо во многих местах находится лес сосновый, осиновый, березовый, также есть излюбленные травами холмы и сенокосные луга"(3).

Паллас описывает Елшанскую, Бузулукскую, Тоцкую, Сорчинскую, Новосергиевскую и другие крепости Самарской линии. Сообщаемые им сведения имеют большое историческое значение.

Но особенно ценны наблюдения Палласа за животным миром края. Так, он пишет о широком распространении в Западном Оренбуржье медведей, "которые имеют берлоги в оброслых кустарником долинах". Приводятся данные о местах обитания бобров, выдр, кабанов, лосей, барсуков в окрестностях Бузулукской и Тоцкой крепостей. Повсеместно он отмечает "множество журавлей и диких серых гусей с детенышами"(4).

Паллас дал одно из первых описаний сайгаков, которые кочевали в то время в Оренбуржье большими стадами и переходили на правобережье реки Самары. Множество сайгаков было увидено им в июне 1769 года возле Новосергиевской крепости и в степях между Платовским редутом и Переволоцкой крепостью. "Сайгаки здесь людей не боялись", — заключает Паллас.

Очень интересны сообщения о тарпанах — малорослых диких лошадях, обитавших в прошлом в русских степях. Так, весной 1769 года жеребенок тарпана был пойман у Тоцкой крепости. Большие стада тарпанов отмечены Палласом в степях по верховьям Бузулука, Чагана и Иртека, на территории современных Курманаевского, Первомайского, Ташлинского и Сорочинского районов.

Следуя через Татищеву и Чернореченскую крепости, 1 июля 1769 года П. С. Паллас приехал в Оренбург, который он именует "главным пристанищем" "азиатского торгу".

Из Оренбурга Паллас совершил поездку к Илецкой Соли" куда прибыл 4 июля 1769 года. Исследователь дает подробное описание соляного рудника и приводит план-карту Илецкой Соли. Затем 9 июля отправляется к Орской крепости. По пути он описывает крепости и редут, природные достопримечательности. 13 июля прибыл в Орск, ознакомился с городом, побывал на Яшмовой горе.