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，还作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。
梅契尼可夫作出这样的结论，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试验的时候，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。
梅契尼可夫发现：不论是肌肉、神经、泌尿系统，肝脏、肾脏，还是卵巢等组织和器官，当本身机能开始发生退化后，机能紊乱，出现一些异常的组织和细胞。对这些异常的组织和细胞，人体的吞噬细胞也把它们当成外来的异物，要把它们吞噬和消灭。
其实，这种生理过程在人的一生中，一直在进行着，这就是新陈代谢。老的、不起作用的细胞，吞噬细胞把它们清除了，新的细胞才产生出来，代替旧的细胞。
到了衰老的时候，这些吞噬细胞吞噬老化了，变成了无用的细胞和组织。问题就出在这些吞噬细胞上。正常情况下，吞噬细胞完成任务后，就离开他们战斗的处所，但在衰老的人体里，这些细胞并不离开，而是逗留在原处，本身也成为没有任何用处的细胞，并逐渐被结缔组织所代替。
结缔组织就是人们平时所说的疤痕。疤痕不具有生理功能。如果肾脏组织被疤痕所代替，就不再具有分泌和排出尿液的功能；肝脏被疤痕组织所代替，就不再具有分泌胆汁的机能……全身所有的组织都出现这个现象时，衰老就降临了。
梅契尼可夫还认为：衰老还与人体肠子里的细菌有关。他指出，人体肠子里的细菌，经常在分泌毒素。年青时，人体机能还旺盛，不至于中毒。随着年龄的增长，人体长期受这些细菌毒素的影响，逐渐发生中毒的现象。
为了消灭这些中了毒的组织、器官和细胞，白细胞就把它们吞噬掉，自己本身也被结缔疤痕组织代替。
这又是人体衰老的另一个原因。
梅契尼可夫还认为：人体肠道中除了别的细菌能分泌毒素以外，还存在一种乳酸杆菌，这种杆菌会分泌乳酸。而乳酸对那些分泌毒素的细菌和它们分泌的毒素，都起着抑制的作用。
由此，梅契尼可夫曾经极力主张，人应经常喝用酸牛乳，使乳中的乳酸杆菌在肠道中繁殖，这样对人体会有好处，人会因此而长寿。
梅契尼可夫在巴黎做了大量的科学研究，取得了很大的成就。他还在1912年被推选为法国科学院的外国院士。
1916年7月16日，梅契尼可夫在巴黎逝世，享年71岁。