Se deslocou pros Estados unidos em 1961, onde reside hoje em dia. Ali se doutorou na Universidade de Columbia (1964) e, posteriormente, passou para a instituição de ensino Rockefeller e, em 1971, na Universidade da Califórnia em Davis, o mesmo ano em que se naturalizou norte-americana, porém também mantém a nacionalidade espanhola. Em 1987, foi pra a escola da Califórnia em Irvine, onde investiga e apresenta aulas de biologia, e que é o único que tem o título de “University Professor”, o mais grande dado por esta instituição. Em 1985, casou-se com a ambientalista Dra Hana Ayala (de solteira Lostakova). Trata-Se de um dos mais prestigiados cientistas espanhóis em vigor, especializado em biologia evolutiva.
Também foi estudado outros assuntos relacionados com a genética e sobre a filosofia, bioética e a conexão entre ciência e religião. É filiado da Academia de Ciências dos EUA. EUA, da Academia Americana de Artes e Ciências e da American Philosophical Society.
Foi assessor científico do presidente Bill Clinton e o presidente da Associação Americana para o Avanço da Ciência, que publica a revista Science. É doutor honoris circunstância de uma dezena de universidades de dez países diferentes e afiliado de numerosas academias de ciências, entre elas a de Madrid. Publicou mais de 40 livros. Escreveu mais de 1.000 postagens científicos. Possui a Medalha Nacional da Ciência dos estados unidos.
Ayala bem como é viticultor e tem pela Califórnia grandes extensões de vinhedos, cuja uva vende as inúmeras denominações de origem do estado. Antes neste momento havia doado à escola, o montante do Prêmio Templeton. Ayala, Francisco J. (2015). o
Cela Conde, Camilo José; Ayala, Francisco J. (2013). Evolução humana. O rumo pra nossa espécie. Barahona, Ana; Ayala, Francisco J. (2009). O século dos genes. Padrões de definição genética. Ayala, Francisco J. (2007). Darwin e o design inteligente: criacionismo, cristianismo e expansão. Cela Conde, Camilo José; Ayala, Francisco J. (2006). A pedra que ficou frase: as chaves evolutivas da humanidade. Ayala, Francisco J. (2006). A melhoria de um evolucionista: escritos selecionados. Universidade de Valência. Serviço de Publicações. Barahona, Ana; Pinhal, Susana; Ayala, Francisco J. (2003). A genética no México.
Institucionalização de uma disciplina. Universidade Nacional Autônoma do México. Grisolía, Santiago; Puigdomènech, Pere; Ayala, Francisco J. (2003). Genética. Novas Edições de Bolso. Puigdomènech, Pere; Grisolía, Santiago; Ayala, Francisco J. (2002). Genética. Ruiz, Rosaura; Ayala, Francisco J. (2002). De Darwin ao DNA e a origem da humanidade: a evolução e tuas polêmicas. Fundo de Cultura Econômica. Cela Conde, Camilo José; Ayala, Francisco J. (2001). Trilhas da melhoria humana. Ayala, Francisco J. (1999). Teoria da prosperidade. Edições Tanto por Saber. Ruiz, Rosaura; Ayala, Francisco J. (1998). O mecanismo nas ciências.
Epistemologia e darwinismo. Fundo de Cultura Econômica. Ayala, Francisco J. (1997). A hipótese da prosperidade: de Darwin os mais recentes avanços da genética. Edições Temas de Hoje. Ayala, Francisco J. (1995). Origem e expansão do homem. Ayala, Francisco J. (1994). A natureza inacabada.
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Ayala, Francisco J. (1994). Teoria da evolução. Edições Temas de Hoje. Ayala, Francisco J.; Kiger, John A. (1984). Genética moderna. Ayala, Francisco J.; Dobzhansky, Theodosius (1983). Estudos sobre a filosofia da biologia. Ayala, Francisco J.; Valentim, J. W. (1983). A melhoria em ação. Dobzhansky, Th.; Ayala, Francisco J.; Stebbins, G. L. e Valentine, J. W. (1979). Evolução.
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