Внимание Хлопина привлек вопрос о происхождении связи между нервной клеткой и мышечным волокном. Мысль об изначальном характере такой связи он отвергал. Не согласился он также с мнением Клейненберга (1872 г.) и А. А. Заварзина (1950 г.), будто эта связь возникла в результате расщепления поливалентного нервномышечного элемента. Отказался Хлопин и от своей прежней точки зрения, согласно которой эта связь является результатом дивергентной дифференцировки эктодермы предков, и принял воззрение В. Н. Беклемишева о вторичном характере связи нервной системы с мускулатурой и с тканями органов тела. Хлопин пришел к заключению, что в филогенезе нервная и мышечная ткани возникли из двух источников — эктодермы и энтодермы, но в дальнейшем, по мере повышения организации, произошла редукция энтодермальной нервной системы и эктодермальной мускулатуры. Потомком энтодермальной нервной системы он предположительно считал мезодермальную нервную систему иглокожих. Миоэпидермальная ткань, которая встречается в некоторых железах позвоночных, появилась филогенетически позднее, имеет вторичное происхождение и генетически не связана непосредственно с мускулатурой предковых форм, близких к кишечнополостным. Свои теоретические принципы и представления о методах изучения эволюции тканей Н. Г. Хлопин применил при исследовании путей эволюции основных типов тканей, и прежде всего эпителиальных структур. В середине 30-х годов Хлопин констатировал отсутствие в гистологии какой-либо построенной на едином общем принципе системы гистологических структур. Тем более не существовало общей системы тканей, построенной на филогенетическом принципе. На решение этой задачи Хлопин и направил свои силы. С особой глубиной и обстоятельностью Н. Г. Хлопин и его ученики изучали систему эпителиальных тканей. Продолжительное время эпителии занимали особое положение в системе тканей. Геккель положил начало воззрению на эпителий как на изначальную ткань, породившую в ходе эволюции все остальные типы тканей.