Вопросы происхождения и размножения русалок стоят весьма остро в современной биологии. Так, они рассматривались на «круглом столе по проблеме происхождения русалок», который был проведен российскими биологами в 1998 году в Петербурге по инициативе О. М. Ивановой-Казас (материалы этого мероприятия опубликованы в журнале «Биология моря» в 1999 году). Ученые выдвинули около десяти различных гипотез, в частности теорию посттравматического происхождения русалочьего хвоста: «…у некой наяды (или купальщицы) нижняя половина тела была откушена каким-то морским хищником, после чего произошла атипическая регенерация или пострадавшей был приставлен и прирос рыбий хвост». Однако большинство специалистов отвергли эту гипотезу, поскольку благоприобретенные органы не передаются по наследству, а в случае с русалками мы наблюдаем весьма многочисленный и безусловно самовоспроизводящийся вид. Было также высказано предположение, что среди обычных головастиков попадаются (1 на 10000) такие, «у которых из передних конечностей развиваются руки, а хвост не редуцируется, как у лягушек».
О. М. Иванова-Казас пишет: «Большинство зоологов склоняются к тому, что русалки… произошли обычным эволюционным путем, но сильно расходятся в вопросе, от каких животных. При этом большое значение придается природе русалочьего хвоста — наличию или отсутствию чешуи, располагается ли хвостовой плавник вертикально, как у рыб, или горизонтально, как у морских млекопитающих, и т.д. (последняя точка зрения преобладает, хотя на старинных рисунках чешуя изображена очень отчетливо). Но проф. А. И. Лягушенков высказался за родство русалок с хвостатыми амфибиями. Согласно его гипотезе, русалки (и тритоны) произошли от каких-то хвостатых амфибий, которые жили на мелководье и были очень любознательными, они проводили много времени, наполовину высунувшись из воды и наблюдая за жизнью людей, и, возможно, старались в чем-то подражать людям. Это привело к тому, что голова, руки и верхняя половина тела приобрели у них сходство с человеческими. Эта гипотеза напоминает широко распространенное суеверие, согласно которому сильное впечатление, испытанное беременной женщиной, отражается на внешности ее ребенка, и изрядно ослабляет убедительность доводов Лягушенкова».
По поводу размножения русалок среди ученых тоже нет единого мнения. Основная проблема заключается в том, что до сих пор не известно, являются ли русалки и водяные представителями одного и того же вида и способны ли они к совместному размножению. О. М. Иванова-Казас, ссылаясь на известного российского зоолога и художника-анималиста Н. Н. Кондакова, пишет:
«О том, как поддерживается уровень популяции у русалок, являются ли они бессмертными существами или каким-то образом размножаются, ничего не известно. Если верить Н.Н. Кондакову, русалки размножаются, выметывая икру, из которой выводятся головастики, похожие на лягушиных. Особей мужского пола среди русалок нет, но существует предположение, что их мужьями являются водяные. Это тем более вероятно, что (как показал Кондаков) водяные развиваются из таких же головастиков, как русалки. Если это так, то в семье водяных и русалок наблюдается резко выраженный половой диморфизм, если же мы откажемся от этой гипотезы, нам придется допустить существование у русалок партеногенеза, т.е. развитие молоди из неоплодотворенных яиц».
Но даже если рыбохвостые русалки представлены лишь особями женского пола, то в западноевропейском фольклоре (и даже в научно-популярной литературе семнадцатого — восемнадцатого веков) описаны и обоеполые жители моря, имеющие голову и корпус человека, человеческие же ноги, но при этом — рыбий хвост. Они известны под названием
В 1989 году известный американский океанограф Карл Банзе, выступая перед коллегами с речью по случаю собственного юбилея, прочел доклад о биологии, культуре и причинах исчезновения русалок. В частности, он выделил три основных вида русалок: