Для эволюции гибридизационные процессы могут иметь значение только в том случае, если в результате их образуются константно плодовитые гибриды, т. е. происходит преодоление изолирующих барьеров, препятствующих обмену генами.
«... плодовитый гибрид, — писал Н. А. Троицкий, — представляет собой мощный узел формообразования, которое в зависимости от условий может привести к возникновению многих новых форм растений. Отсюда вытекает необходимость изучения формообразующей роли гибридизационных процессов в природе и в селекции» (1959, с. 360). Эти области исследований можно рассматривать как два направления в изучении гибридизационных процессов. Одно из них представляет изучение естественных гибридов, а именно частоты их возникновения в природе, распространенности, значения в видообразовании и т. д. Другое можно обозначить как экспериментальное, так как оно связано с получением искусственным путем гибридных форм, с изучением закономерностей образования плодовитых гибридов, выяснением причин бесплодия, поисками путей восстановления плодовитости.
В природе спонтанные растительные гибриды описывались многими исследователями. С течением времени число обнаруживаемых естественных гибридных форм неизменно возрастает. Если в 1928 г. Троицкий лишь предполагал вероятность того, что некоторые ныне встречающиеся в природе растительные формы являются результатом естественной гибридизации, то в 1953 г. Е. М. Лавренко отмечал наличие естественных гибридов в 55 родах, из числа включенных в первые десять томов «Флоры СССР». При этом он указывал, что значительная часть этих гибридов обладает способностью к плодоношению. Некоторые роды оказались чрезвычайно насыщенными гибридными формами. Например, при изучении рода Salix Комаров (1940) обнаружил гибридные формы между двумя видами — S. nigricans и S. aurita. Эти гибриды росли рядом с родительскими видами, но имели очень характерные морфологические особенности, бесспорно свидетельствующие об их гибридном происхождении.
Вслед за шведскими ботаниками Комаров (1940) констатировал образование у ив полигибридов, которое основано на способности гибрида между двумя видами вступать в повторные скрещивания с новыми видами. В результате получается очень сложный полигибрид, происходящий от целого ряда видов. Комаров обнаружил естественные гибриды и в других родах. В Уссурийском крае он нашел многочисленные гибриды между двумя видами рода Cypripedium — С. calceolus и С. macranthum, которые представляли весьма пеструю группу форм, различающихся окраской и размерами цветка. Другой гибрид — результат скрещивания двух видов Sanguisorba — S. glandulosa с темно-пурпурными соцветиями и S. parviflora с белыми соцветиями. Гибрид характеризуется промежуточными признаками — не только по светло-розовым соцветиям, но и по предпочитаемым местам произрастания.