听到这些消息，梅契尼可夫忍无可忍，他改变自己的初衷，不再回俄国工作了。他又重新回到巴黎，并且在那里一直从事他的研究工作，直到1916年他逝去时也没能再看到自己的祖国一眼。
不迷信权威
早在敖德萨大学工作的时候，梅契尼可夫就开展了比较胚胎学的研究，他研究的对象包括低等的无脊椎动物，也有脊椎动物。
当时，比他年长的一些专家、教授在这方面已经做了不少工作。例如俄国著名的胚胎学家贝尔就已经研究了高等动物的胚胎学，他提出了一种“胚叶”的理论。认为高等动物的胚胎是从一个受精卵子开始，一分为二、二分为四的不断分裂下去，变成了一团多细胞的胚层。胚层后来分成3层，分别叫外胚层、中胚层和内胚层。这3个胚层继续发展下去，就分别发育成生物体的不同器官和组织。
胚层又称为胚叶。这就是“胚叶”的理论。
贝尔的胚叶理论是指高等脊椎动物而言的。梅契尼可夫研究比较解剖学，他想弄清楚贝尔的“胚叶”理论，对低等的无脊椎动物是不是同样适应呢？
当时，因为还没有人进行过这种工作，所以对贝尔的理论都深信不疑。
梅契尼可夫决定用低等动物做实验，他选择了头足类软体动物和昆虫这两种无脊椎动物做为实验的对象。
低等动物的生命力比较强，很容易被分裂、繁殖。经过梅契尼可夫认真深入的观察，他终于证实：贝尔的胚叶理论不仅是脊椎动物的胚胎发育原则，就是在昆虫、软体动物这些无脊椎动物身上，它们的发育同样经历着胚叶的发育阶段，其中外胚叶逐渐分化发育成动物的表皮层和神经系统；中胚层不断分化，变成许多小节，再分化成各种器官；而内胚层则最后分化成消化器官的内壁层。
换句话说，梅契尼可夫用实验证实，贝尔的胚叶理论既是说明高等动物胚胎发育的理论，它同样适用于低等动物的胚胎发育。
在同一时期，在胚胎学界还流行着另一种学说，叫做胚胎“二源论”，认为：多细胞的动物在胚胎时期，有两种不同的发育情况。一种是在胚胎体内有体腔的，另一种则是没有体腔的。这种学说在当时占统治地位，有很大的影响，大家都认为是正确的。
梅契尼可夫在研究胚胎的过程中，发现所有的胚胎都是同一个情况，并不像“二源论”所说的那样，有两种不同的发育情况。
但是，以前他没有专门研究这个问题，而仅仅是有点印象。搞科学研究，光凭印象可不行。
梅契尼可夫决定把这个问题弄清楚，他决定做实验来看个究竟。
在有脊椎动物，所有的胚胎都曾发展到有体腔的阶段，所以，主要的问题是弄清楚无脊椎动物是否有体腔发育上的不同。
他选择了两种动物，一种本身是有体腔的，一种则没有。他们分别是棘皮动物和栉水母，后者是没有体腔的。
他从最简单的单细胞开始，认真观察，一直到它们分别发育为成形的动物。每一个阶段他都有认真的记录，并且绘成图形。
经过这个比较研究，他终于得出结论：“二源论”的理论是错误的。动物在其胚胎发育的阶段，不管是高等的，还是比较低等的，都同样经历相似的发育阶段。尽管发育成熟的动物在形态上差异很大，甚至绝然不同，但它们在发育时的经历，基本上是同一个格局的。
梅契尼可夫这个研究，在很大程度上给予达尔文的生物进化论以重要的支持，说明动物不论高等还是低等，都有一个共同的祖先。
他就是这样，不迷信权威，敢于怀疑已有的、被认为理所当然的一些理论。他认为：理论是人们提出来的，可能是对的，也可能有错误，需要用实验来加以验证。
他同时也认识到，自己对已有的理论的怀疑，也同样有两种可能：一种是对的，另一种是错的。经过自己进行验证，可能得出正确的结果，即否定原来的假设或理论，提出新的学说和理论。当然，也可能得到负的结果，也就是说没有足够的证据来推翻原有的理论或学说，或者得出支持原来学说的结论。
不论哪一种结果，都需要通过艰辛的劳动，耐心的观察、实验、研究，所得到的结论才是可靠的。科学的发展既需要有正面的结果，也需要有反面的结果，只有这样，科学才能前进、发展。
显微镜下的游戏
梅契尼可夫生活的时代，显微镜还刚刚在科学研究中发挥作用。德国的科赫用它发现了致人于病的病原微生物——细菌。梅契尼可夫本人对显微镜的应用也特别感兴趣。
他常常用显微镜来观察低等动物。在显微镜下面，能看到低等动物透明的身体，体内各种生理活动，只要把这些动物放在适宜他们生活的水中就可以观察到。
开始，他只是观察动物的自然活动。例如，一些单细胞动物如阿米巴，他们所需要的食物就是水中的微粒。他们能用自己的身体把整个微粒包围起来，并把它消化掉，以吸取自己所需要的营养。
多细胞动物也具有同样的生理机能。为了证实这一点，梅契尼可夫做了许多实验，当时他正在意大利的梅辛那。
梅契尼可夫用的是海星鱼。这是一种多细胞的低等动物，这种动物身体透明，可以在显微镜下观察到它体内的情况。
梅契尼可夫先是用小刀在海星的一角划出一个小口子。然后放在显微镜下面观察。
奇怪的事情发生了。海星体内许许多多活的细胞，纷纷向受伤的部位集结，就好像有人发出什么命令似的。不多久，受伤部位的周围就集中了一大堆细胞。
这些细胞是干什么的呢？开始的时候，梅契尼可夫还不清楚，他有种种猜想：或许是受到伤痛的刺激？或许是受伤后有什么外来的异物进入他的体内，引起刺激……总之，还做不出什么可以肯定的结论。
于是，梅契尼可夫再做进一步的实验。
他把一根很小的木刺，放到海星的体内，然后，他仔细观察海星对这个刺激的反应。
当天，同样的事情发生了。海星体内有很多细胞纷纷向小木刺的地方聚集、包围。
第二天上午，梅契尼可夫再观察，他惊奇地发现，小木刺已经不见了。他认真地寻找后终于在有些细胞中发现了小木刺的碎片踪影！
问题已经很清楚了，这些能游走的细胞，就是专门对付侵入体内的异物的。这种反应对于机体是有利的，是有保护作用的。他把这种现象称做吞噬作用。
问题还没有完。梅契尼可夫想进一步观察更高等一些的动物，看是否也有同样的现象。
这一次，他观察的是蝌蚪。
他发现，在蝌蚪的尾部有许多老化了的细胞，当蝌蚪进一步发育后，老化的细胞愈来愈多。
这时候，从蝌蚪体内游过来许多细胞，它们也有吞噬的机能，它们把老化了的细胞一个个吞食了。后来，这个蝌蚪的尾巴就断了，蝌蚪断了尾巴以后，就变成了青蛙。
巴斯德的积极支持者当时，法国的巴斯德名气很大，他在研究微生物方面取得了很大的成就，法国还特意为他建立了巴斯德研究院。各国科学界对巴斯德都抱着敬仰的心情，很多人到巴黎来会见他，向他学习，或交流经验。
巴斯德根据自己的研究结果，提出许多疾病都是由微生物的侵入引起的见解。但他对这个过程还存在一点疑点还没有解决，这就是为什么同样的微生物，当侵入一种动物时，就引起疾病，而侵入另一种动物后，却不导致疾病。他只能笼统地提出，是由于两个生物体的反应不一样的缘故，但具体的他却提不出证据来。
梅契尼可夫想在这方面做点工作，以支持巴斯德。
这一次，梅契尼可夫用的是另一种动物，这是一种小小的甲壳动物，叫做水蚤。它在一些静止不动的水中很容易找到。
梅契尼可夫观察到，水蚤吞食水中的微生物。有一种微生物会以芽胞的形式在水中存在，当芽胞被吞入以后，就在水蚤的肠道里破壳而出，变成细菌，引起疾病。
但芽胞也面临着另外一种命运，而且是更常见的结果，那就是没等到它破壳而出，就在肠道中被水蚤体内那些游走性的细胞所包围、吞噬并被消化掉。
这是两种截然不同的命运和两个截然不同的结果。被侵袭的动物，或者健康地生存下去，并把侵入的病菌消灭掉，或者自己生病，直至死亡。
梅契尼可夫把自己研究的结果，写成一篇学术论文，题为《机体对细菌的斗争》，发表于1884年。
他这个研究结果，得到巴斯德本人的支持，因为这正好解释了巴斯德所提出的疑问。
为真理而战斗
科学是反映客观事实和它的规律的学问。只有符合客观事实和规律的东西，才称得上是科学。人们认识这些规律的过程，总是由浅入深、由少到多、由简单到复杂的。
科学具有继承性，前人认识到的规律，需要后人加以继承，并继续深入，使科学不断由低层次向高层次发展。
梅契尼可夫对生物机体体内细胞的吞噬现象的认识，充分说明了这个科学的发展规律。他曾经明确地指出，人体里也有这种吞噬细胞，也有吞噬现象。人体的吞噬细胞就是白细胞。
他明确地指出，把小木刺刺入海星的那个试验，在人体内也可以见得到。入侵人体最常见的异物，并不是小木刺这类东西，而是使人生病的致病菌。每当致病菌侵入人体后，人体内的白细胞就会群起而攻之，纷纷聚集到病菌周围，包围它们、歼灭它们，使人免于罹病。
梅契尼可夫做出这样的结论，是经过相当剧烈的斗争的。这是科学上正确的和谬误的斗争。
还在他做海星体内吞噬细胞吞噬现象的时候，就有人提出，生物体之所以能排斥与抵御病菌以及外界异物的入侵，是因为有血管系统、神经系统存在的作用。梅契尼可夫的实验结果有力地驳倒了这种说法，因为在海星体内，并没有神经系统，也没有血液循环系统的存在。
后来，当梅契尼可夫发表了他那篇《机体对细菌的斗争》的名著后，在这个领域的学术界里掀起了一场风波。有从各方面而来的反对意见，有的甚至是恶意的诽谤，这些诽谤劈头盖脑地向他围攻过来。
当时，梅契尼可夫由于他的科学成就，已经被聘担任巴黎巴斯德研究院的副院长、巴黎大学教授。他还把在低等动物体内的各种实验逐渐转移到人体上来。他提出了人体中吞噬细胞及吞噬作用的意义。他认为：人体上的吞噬细胞，即白细胞的作用是清除侵入人体的各种异物，其中包括致病菌。当病菌侵入人体后，人体产生的反应就是炎性反应，其中主要的内容之一，就是白细胞的聚集和吞噬作用。
为此，他又写了两篇专著（即《炎症的比较病理学教程》和《传染病的免疫性教程》）来阐述他的这些观点。
当时，有不少人反对他的这种观点。这其中，就有1905年获得诺贝尔医学奖的德国人科赫。
科赫当时提出了体液免疫的学说。他不同意杀灭侵入人体病菌的是白细胞，而认为是人体的体液，比如血浆等。在1908年召开的一次国际细菌学家会议上，他说：“新的事实已经使白细胞吞噬病菌的理论失去了基础。因此，应该把它的地位出让给另一个理论，这就是血液决定免疫的理论”。
科赫所提的问题是严肃的学术问题。他的观点也有代表性。梅契尼可夫要证明自己的观点和正确性，还需要用事实来说话。
梅契尼可夫深知，人体与低等动物不一样。你不可能把人体直接放到显微镜下面去观察，就像看变形虫、水母、海星那样。那么，用什么办法呢？
梅契尼可夫采用了一种循序渐进的方法，这就是从那些低等动物入手，再进入较高等的动物，最后才是人体。
他先采用青蛙做实验。蛙类对入侵的炭疽杆菌是有免疫力的。每当这种致病菌侵入以后，蛙体内的白细胞就把它们包围、歼灭、消化掉。
梅契尼可夫进一步做试验。他先把炭疽杆菌的芽胞放在吸水纸里面，并把它包好，或者把它放在一种叫接骨木的植物的木髓囊里面，然后把它整个移植到青蛙的皮下淋巴腔里去。
上面已经提到过，炭疽菌的芽胞是在环境很不利于生长时形成的，它的抵抗力极高，不易被杀灭。一旦环境变得有利了，它就逐渐发芽，长出炭疽菌来。木髓囊或吸水纸都是一层组织，它可以透过体液，但白细胞这类细胞却穿不透。如果青蛙的淋巴腔中那些体液能杀灭细菌，那么，这些芽胞就会被体液所杀灭。
这个有趣的实验结果表明，炭疽菌的芽胞一直生存无恙，并且发了芽，能长出更多的炭疽菌来。
这清楚地表明，体液没能杀灭病菌。
梅契尼可夫进一步做了另一个实验。这次用的是更高级一些的动物，就是哺乳动物中的豚鼠。
豚鼠生性很脆弱。它一旦受霍乱弧菌侵扰，就会发病死亡。
梅契尼可夫先给豚鼠注射极小量的霍乱菌，它足以产生一定的毒性，但毒性没有大到足以使豚鼠死亡。
再过几天，再给豚鼠注射第二次霍乱菌，这一次的用量增大了一些。这样，经过几次注射，豚鼠没有生病，也没有死亡。这是因为经过几次注射后，豚鼠体内已经逐渐滋长出抵抗力了，所以不再害怕发生霍乱病了。
梅契尼可夫认为豚鼠已经得到免疫力，可以有抵抗霍乱菌的能力了。而这种能力，他认为与豚鼠体内的白细胞密切相关。
这些实验足以说明人体的免疫力也是这样产生的。
梅契尼可夫认为：人体免疫力的情况，与其他那些动物相似，但人体的情况要较动物复杂得多，因为人体无法直接放在显微镜下观察，只能通过检查人体中的血液来观察，再结合从人体身上取得的组织进行检查，再把这两项检查的结果进行综合、分析、推理，提出合理的学说。
在梅契尼可夫生活的时代，研究人体的技术和方法还比较落后和原始，很难直接观察出人体内部的情况。梅契尼可夫是通过密切的观察来研究人体的。
他首先观察了人体患传染病后的反应。他指出，人体对传染病的反应与那些他进行过实验的动物基本上是一样的。最明显的反应就是：病菌入侵后，人体内的白细胞游走起来，并积聚、集结在病菌周围，然后把它们包围、吞噬、消化、歼灭掉。
他把这些白细胞称为吞噬细胞。吞噬细胞的吞噬作用就保证了人体对病菌的免疫力。
要知道，梅契尼可夫当时所处的时代还是19世纪的上半叶。经过100多年的努力，科学家们发现人体的免疫力是极其复杂的，白细胞的吞噬作用只是其中的重要一环。但他当时就已注意到人体这种免疫现象，这的确是一件十分了不起的发现，在当时这一领域里，他是站在最前列的。他的这些学说和见解，也为愈来愈多的科学家所证实，所承认。
为了赞扬他在这个免疫领域上所做的探索性工作，表扬他的突出成就，他与德国另一位医学家埃利希共同分享了1908年的诺贝尔生理学与医学奖。
关于衰老的研究
衰老的问题，是任何时代、任何人都关心的问题。谁都希望能长寿，能多活些年头。中国古代的帝王、统治者，甚至梦想长生不老。出于这个目的，人们必须研究衰老的过程和原因。
梅契尼可夫对衰老的问题，也进行了研究，而且是结合他有关免疫的现象来研究的。
