Через объектив своего микроскопа Мечников рассматривал личинку морской звезды Bipinnaria asterigera. Эти миниатюрные завораживающие детеныши морских звезд, покрытые тысячами полос вдоль изогнутых краев их тел, казались жутковато прозрачными – такими же, как и вода, из которой их достали. Наблюдать за ними было все равно что заглядывать в стеклянный дом. Когда Мечников добавил на предметные стекла несколько капель карминового красителя, некоторые «блуждающие клетки» в морской звезде поглотили краситель и окрасились в темно-красный цвет. Он замечал подобные клетки и у других беспозвоночных животных, таких как черви, морские анемоны и губки, которые населяли моря на протяжении почти миллиарда лет. Ученый наблюдал их и у медуз, гребневиков и сифонофоров.

Мечников считал, что эти блуждающие клетки были самым ранним пищеварительным механизмом в природе. Между тем ему не давали покоя вопросы: почему эти клетки блуждают в организмах, подобных личинкам морских звезд, которые и без того выделяют пищеварительные соки для расщепления пищи? И если они поедали кусочки красителя, то что еще могло служить им пищей? Была ли у них какая-то цель? Зоолог был так взволнован, что начал вышагивать по комнате взад и вперед. Он вышел из коттеджа и поспешил к морскому берегу, чтобы прогуляться вдоль кромки воды. Клетки пожирали не только пищу, но и отходы. Они были падальщиками, подумал он. Они избавлялись от всего ненужного. Возможно, даже от чего-то вредного. Может быть, размышлял он, особые клетки защищают организм от патогенов, формируя некую элементарную линию защиты. У этой простой идеи были настолько далеко идущие выводы, что у него перехватило дыхание.

Мечников помчался обратно домой, пробираясь по мощеным переулкам и привлекая взгляды любопытных сицилийских домохозяек. В саду на заднем дворе его домика росло мандариновое дерево, украшенное к Рождеству. Он сорвал с дерева несколько шипов, отнес их в гостиную и вставил в кожу личинки морской звезды. Ночь выдалась беспокойной: исследователь с волнением ожидал результатов своего эксперимента.

На следующее утро, когда он посмотрел в микроскоп, его взору предстало странное зрелище: множество блуждающих клеток внутри личинок окружили шипы со всех сторон, изолировав их, тем самым не позволяя влиять на функции организма личинок. Он повторил эксперимент, используя другие материалы – козье молоко, вареный горох, яйца морского ежа и даже капли человеческой крови, – и каждый раз блуждающие клетки проглатывали инородные объекты или изолировали их. Затем он исследовал водяных блох (дафний), зараженных грибком. У этих животных, которые были такими же прозрачными, как и личинки морских звезд, он наблюдал, как блуждающие клетки проглатывают иглообразные споры грибка. Это было не просто пищеварение, подумал Мечников, а скорее смертельная борьба между видами, происходящая в микроскопическом масштабе, – поле боя, кишащее солдатами, которые совершали согласованные, преднамеренные атаки.

Той весной, в марте 1883 года, великий патолог Рудольф Вирхов приехал в Мессину, чтобы посмотреть на извержение вулкана Этна. Вирхов был поклонником немецкого литературного светила Иоганна Вольфганга фон Гете, который поднимался на эту гору в конце XVIII века. Мечников познакомился с Вирховым через общего знакомого, профессора Мессинского университета. В юности он боготворил Вирхова. Клеточная теория вдохновила его на создание своей собственной великой медицинской теории. Во время их случайной встречи в Мессине клеточной теории было всего около двадцати лет.

Блуждающие клетки в личинках морских звезд, объяснил Мечников Вирхову, были сродни человеческим лейкоцитам. Будучи в душе зоологом, Мечников рассудил, что если его идеи о блуждающих клетках верны, то они проявятся на всем филогенетическом дереве животного царства. Когда он втыкал шипы в личинку морской звезды, то провоцировал реакцию сродни той, что наблюдается у человека с занозой в пальце, когда кожа краснеет, нагревается, отекает, и болит – четыре характерных признака воспаления. Лейкоциты, миниатюрные воины, которые скапливались в местах воспаления и образовывали желтоватый гной, спешили защитить организм от непрошеных гостей, будь то какой-то инородный предмет или микроб.

Вирхову уже доводилось наблюдать лейкоциты, которыми кишели воспаленные ткани, однако он не понимал их функции. «Мы, патологоанатомы, думаем и учим полностью наоборот, – сказал он Мечникову. – Что микробы прекрасно себя чувствуют в лейкоцитах и используют их как транспортное средство для распространения по организму носителя». Большинство ученых того времени были согласны с этим мнением. Воспаление считалось вредоносным процессом, с ним нужно было бороться и подавлять его (медицинские словари того времени описывали воспаление как «болезненное»). Мечников утверждал обратное: что главная сила, лежащая в основе воспаления, служила полезной цели.

Вирхов был впечатлен. Перед ним была новая теория иммунологической защиты, согласно которой клетки занимали в этом процессе центральное место. Несмотря на кажущуюся нелепость, она была построена настоящим ученым, который мог предоставить точные данные в доказательство своих идей.

Первая в мире современная теория иммунитета объединила разрозненные интеллектуальные течения, включая клеточную основу воспаления патологов и теорию микробов микробиологов. Как и подобало зоологу, прокладывающему себе путь в медицину, Мечников основал ее на эволюционной концепции. В восемнадцать лет он прочитал книгу Дарвина «Происхождение видов», которая привела его в трепет. Идеи Дарвина о естественном отборе, равно как и клеточная теория Вирхова, направили его мышление в сторону от гуморальной теории, гласившей о балансе каких-то непонятных сил, необходимом для поддержания здоровья. В его же представлении человек был скорее продуктом несовершенных структур и функций, которые медленно формировались в процессе эволюции под воздействием биологических потребностей. Совершенство было неуловимой целью земных процессов, которые протекали в конкурентной, враждебной среде, вынуждающей адаптироваться для выживания.

Предложенная Мечниковым концепция иммунитета отвечала этому новому пониманию того, как организм меняется под воздействием эволюции. Он верно предположил, что у высших животных со сложным пищеварительным трактом блуждающие клетки вооружаются против новых угроз, принимая на себя роль, выходящую за рамки их рудиментарных пищеварительных возможностей. Он назвал эти клетки фагоцитами, от греческого phago – «пожирать» и cytos – «клетка», а сам процесс – фагоцитозом. Позже, в ходе исследования, опубликованного в журнале, основанном Вирховым и известном сегодня как «Архив Вирхова», он разделил фагоциты на два класса. Более крупные фагоциты назвал макрофагами, или «большими пожирателями», а более мелкие – микрофагами, или «маленькими пожирателями», которых в настоящее время называют нейтрофилами.

Оба типа фагоцитов – это лейкоциты, которые быстро перемещаются к местам инфекции или травмы, сдерживая повреждения тканей и после смерти образуя гнойную корку. У нейтрофилов меньшая продолжительность жизни, и они быстрее приходят в движение, доминируя в местах острого воспаления. «Более крупные и менее подвижные макрофаги играют важную роль в пожирании ослабленных или мертвых элементов», – пишет Мечников, отмечая, что эти клетки не только борются с инфекцией, но и поддерживают здоровые ткани. Изучая метаморфоз лягушек, он отметил, что макрофаги переваривают мышцы в хвосте головастика, избавляясь от этого и других бесполезных временных органов по мере взросления животного.

Теплым летним днем в августе 1883 года Мечников выступил с исторической речью в большом актовом зале Новороссийского университета, расположенного в его родной Украине (Одесса). В своей лекции «О целебных силах организма» ученый впервые публично подробно изложил свою теорию иммунитета. Поначалу он нервничал, стоя перед переполненной аудиторией, но постепенно все больше оживлялся, энергично жестикулируя. «Защита от болезней – одна из самых важных тем, когда-либо волновавших человечество, – отметил он, – поэтому вполне естественно, что ей уделялось большое внимание с самых давних времен». Он отметил, что микроорганизмы вторгались в низшие организмы, такие как растения и насекомые, гораздо дольше, чем в организмы людей. Как эти организмы защищали себя? «Проникают ли бактерии [к нам] через альвеолы, стенки пищеварительного тракта или рану на коже, – сказал он, – повсюду они рискуют быть захваченными подвижными клетками, способными их поглотить и уничтожить». Далее ученый отметил, что люди обладают «целой системой органов лечебного пищеварения», обозначив ключевых участников иммунных процессов в организме, включая селезенку, лимфатические железы и костный мозг. Невероятные, как назвал их исследователь, клетки в этих органах борются с микробами.