Родился в семье служащих.Окончил с медалью среднюю школу, с отличием биологический факультет Уральского государственного университета им. А. М. Горького по специальности «зоология» .
В 1959 году поступил в аспирантуру Уральского филиала АН СССР; кандидатскую диссертацию на тему «Закономерности индивидуальной и географической изменчивости полёвок рода Clethrionomys» защитил в 1962 году. Тема докторской диссертации, защищённой в 1969 году, — «Опыт экологического анализа путей приспособления мелких млекопитающих к горным условиям» .
В 1959—1964 годах работал в Институте биологии УФ АН СССР, с 1976 года директор Института экологии растений и животных УрО РАН. Заместитель председателя УрО РАН (1993—1996), первый заместитель председателя УрО РАН (1996—1998), и. о. председателя УрО РАН и вице-президента РАН (1998—1999), с 1999 года — первый заместитель председателя УрО РАН. Заведующий кафедрой экологии Уральского государственного университета с 1996 года. Подготовил 43 кандидатов и 10 докторов наук.Доктор биологических наук (1969), профессор (1978). Член-корреспондент с 15 марта 1979 года, академик РАН (АН СССР) по специальности «экология» с 23 декабря 1987 года.Председатель Российского комитета по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера» (МАБ) при Президиуме РАН, президент Териологического общества России, член Совета при Президенте Российской Федерации по науке, технологиям и образованию, председатель Объединённого Совета по биологическим наукам. Действительный член Индийской зоологической академии (Агра).Главный редактор журнала «Экология» (1976—1988, 1994—201), ныне почётный член его редколлегии, член редколлегий журнала «Наука в России» и «Зоологического журнала» .