Английский язык, надо сказать, пригодился, и очень скоро. Знакомый отца полицейский пристав, знавший, что Илья читает по-английски и любит собирать бабочек, пришел на Софийскую набережную. Требовался совет, причем срочный. Случилось крайне неприятное для городских властей происшествие: в замоскворецких номерах скоропостижно скончался некий путешественник, по документам — англичанин, возвращавшийся домой из Туркестана. При нем осталось множество коробок и ящиков, в которых обнаружили коллекцию насекомых. По полицейским правилам, путешественника надлежало похоронить, а вещи его с аукциона продать. Странным содержимым багажа иностранца пристав просил «поинтересоваться» Илью — никого более компетентного в окружении господина унтер-офицера просто не нашлось.
Взору гимназиста Остроухова нежданно-негаданно предстали несметные сокровища, о каких нельзя было и помыслить. Лицезрение их имело своим последствием первый серьезный «приступ коллекционерской страсти», рецидивы которого будут проявляться всю оставшуюся жизнь. Выпросив у отца «красненькую» (так в пору его молодости именовалась купюра в 10 рублей, в отличие от «синенькой» номиналом в 5 рублей), он «завладел» первоклассной энтомологической коллекцией — той самой, которую просил позволения осмотреть Мельгунов и впоследствии подаренной Московскому университету. Переписка учителя и ученика, бывшего десятью годами моложе своего наставника (всю свою юность Остроухов будет тянуться к старшим и более опытным), целиком посвящена изучению подмосковной флоры и фауны. Из-за множества латинских названий она трудночитаема и историкам искусства малоинтересна. «Что лед? Вы полагаете, мы продержим дома Virillustriis Pallatinius secundus… Вчера был в Царицыно, последствия морозов ощутительные… всего нашли два гнезда… Мы могли бы, вероятно, заинтересовать Вас найденным нами гнездом Corvus comix Linnaeus… — настойчиво приглашает его Петр Петрович. — Не отложите ли экскурсию на Сенеж и не присоединитесь к нам в Петровском и Разумовском? Если соберетесь, то будьте к восьми утра у Страстного монастыря (линейка до Петровского), и если же лаете переговорить лично, то consilium magnit будет у меня завтра вечером».
Судя по всему, Илья Семенович в ту пору несомненно видел себя ученым, зоологом или энтомологом, как Мельгунов, избранный в комиссию по исследованию фауны Московской губернии и за сочинение о московской фауне от Общества любителей естествознания получивший золотую медаль. В пятнадцать лет, начитавшись книг по естествознанию, Илья отважится написать самому Альфреду Брэму и вступить в научную переписку с автором «Жизни животных» и «Жизни птиц», без которых не обходилась тогда ни одна домашняя библиотека. В 1877 году немецкий естествоиспытатель, кстати, побывал в Российской империи: с двумя коллегами он объехал Западную Сибирь и Северо-Западный Туркестан. Помимо Брэма Herr Ostroukhoff переписывается и «меняется экземплярами» со шведским профессором Дорном и с доктором Штаудингером из Дрездена. Популярность изданий Брэма не дает ему покоя, и он берется за пересказ для детей недавно вышедшей в Англии истории путешествия в Центральную Африку Сэмюэла Бейкера. Е. Киселева, автор статьи «Особняк в Трубниковском», если сама не застала Остроухова, то наверняка была наслышана о его привычках и характере. «Отношение к встреченной в жизни красоте не покидало его, — замечает она, — отсюда и такая тяга к поэзии и литературе. «Только потом восхищение перед природой уступит место восторгу перед человеческим талантом и красотой, созданной не самой природой, но человеком».
Помимо таланта созерцать и любоваться природой у нашего героя имелся несомненный дар к ее описанию. Начинает юный Остроухов, как, впрочем, и юный Набоков, с естественно-научных текстов. Первый его литературный опыт — «Популярные очерки из жизни птиц Средней России» — рождается в силу банальной причины: отец лишает его «щедрых карманных денег» (наверняка из-за нежелания продолжать учебу «по коммерческой части»). Без средств коллекционеру никак невозможно, и шестнадцатилетний Илюша Остроухов сочиняет брошюру, благодаря которой знакомится с Анатолием Ивановичем Мамонтовым и всем его семейством. Встреча с Мамонтовыми «Леонтьевскими» (именовавшимися так по Леонтьевскому переулку, где проживало семейство и где находилась типография А. И. Мамонтова) оказывается для нашего героя, выражаясь современным языком, судьбоносной. Об Анатолии Ивановиче вспоминают гораздо реже, нежели о его брате Савве Ивановиче, нашем «Московском Медичи», хотя новый знакомый Остроухова по-своему был фигурой не менее выдающейся.