競争的プロセスである自然選択の観点から迫るパイオニア的研究がピアス博士の研究の原点である。ピアス博士は、アリとシジミチョウの双方が、実は利己的動機で行動していることを様々な実験的証拠で示した。アリはチョウから栄養源である蜜を得て、その報酬に寄生蜂などの天敵からチョウを守るが、この「助け合い」にはコストが伴い、たとえばチョウはアリに与える蜜をつくるため痩せてしまう。このような背景から、相利共生は寄生に転じることもある。ピアス博士はシジミチョウ幼虫を集団にすると、個々の個体が出す蜜を「節約する」ことを発見した。共生するアリの幼虫を食べてしまうゴマシジミのような寄生性が、相利共生から何度も派生したことを明らかにした。最近では、蜜の「麻薬効果」でアリの脳のドーパミン量を操作し、アリを奴隷のような用心棒にしているシジミチョウも発見した。寄生性は必ずしも進化の袋小路でなく、アシナガシジミ類のように寄生化したまま多種に分化した例があることも明らかにしている。アリと腸内微生物の共進化アリの現存種はゆうに2万種を超えると推定されるが、ピアス博士らはそれらが地球上で繁栄した背景に腸内共生微生物が関与する証拠を示した。熱帯の樹冠では、アリはほとんど蜜だけを食べて生活しているが、ピアス博士らは、複数の樹上性アリの系統群で腸内に窒素リサイクル共生微生物を見つけ、アリが「粗食に耐える理由」を説明した。逆に肉だけを食べているアリでも、やはり多数の腸内共生微生物を見出した。これと対照的に、雑食性のアリには腸内共生者は少ないことを明らかにした。ピアス博士らの研究は、生物が極端な環境に進出する際の微生物という「友」の存在の重要性を例示する。現代的な種間比較アプローチでは、研究する生物群の系統情報が必要となる。そこで、ピアス博士らは、博士の主な材料生物である、アリ、チョウ類、ハナバチ類、ハナバチに送粉共生するランの分子系統樹を作成した。2018)の高次系統樹は、それらの比較研究において、標準参照体系として現在では欠かせない道具になっている。これらの情報から、たとえば新大陸を代表するチョウであるシジミタテハ類の起源がアジアであること、ウスルリシジミ属では核型(染色体)の差異が種分化の原動力であること、ランと共生ハナバチの種分化の時期はシンクロしていないこと、ハナバチでは社会進化にはコミュニケーションのコストが存在することなど、過去の論争に一石を投じる様々な学説を提示した。中でも成功したのは、植物食性昆虫と植物病原菌という異なるタイプの天敵に対する植物の防衛反応に関する研究である。これはハーバード大学医学部のオースベル博士らとともに、シロイヌナズナ(植物)とシュードモナス(植物寄生性細菌)という2つのモデル生物を材料に始めた研究だが、さらにシロイヌナズナに寄生するハモグリバエを加えたことにピアス博士の独創性がみられる。このハモグリバエは、モデル昆虫であるショウジョウバエにごく近縁で、三者のゲノム情報から植物の防御機能に関与する遺伝子とシグナルカスケードを探索している。博士の分子生物学的研究もまた多岐にわたり、上記の他に、単独性から真社会性までの様々な社会発達段階を示すコハナバチ類における社会行動に関与する遺伝子や、ミツバチやチョウの色覚に関与するオプシン遺伝子の特定に成功している。最近では、微量のネオニコチノイド殺虫剤への継続的暴露がマルハナバチの社会行動に様々な障害を与えることを明らかにし、保全生物学上も重要な成果をあげている。