本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
把它归为你想都没想过要问的问题：为什么蚱蜢和其他昆虫能够抵抗如此多不同的感染？
朱尔斯·霍夫曼在近五十年前问了自己这个问题，并在试图找出答案的过程中，最终获得了2011年诺贝尔生理学或医学奖的一部分。他的研究还有助于确定免疫系统的基础层——通常被称为先天免疫——为什么如此有效。
（至少在脊椎动物中，免疫系统的另一部分被称为适应性免疫；这是负责产生抗体的部分。）
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在德国林道举行的第64届林道诺贝尔奖得主会议上，霍夫曼向挤满观众的年轻科学家和诺贝尔奖得主们选择了一个长远的视角——非常长远的视角。
霍夫曼说，在多年来他所研究的昆虫中发现的免疫系统的相同遗传构件，也在海胆和海葵中发现——这些物种的共同祖先可以追溯到很久以前，它们是地球上最早出现的动物之一。
事实上，霍夫曼从他和其它实验室发现的证据中得出结论，先天免疫必定是在10亿年前多细胞生物兴起时进化出来的。
一切始于蚱蜢
快速浏览一下霍夫曼的传记，可以看出他在20世纪60年代加入法国国家研究机构（CNRS）的皮埃尔·乔利实验室时，就开始研究蚱蜢。乔利在他的研究过程中对蚱蜢进行了大量的移植，并且惊奇地发现它们从未因此而感染细菌。
当然，这些实验是在无菌条件下进行的，但即便如此，你也会认为至少有一些蚱蜢会因此而发生手术感染。
霍夫曼致力于研究这个未解之谜，并发现他可以通过照射蚱蜢心脏周围的一些组织来破坏它们抵抗感染的能力。
现在假设你已经读到这里，你可能会问自己，为什么有人会如此关心蚱蜢？也许你从未听说过20世纪30年代美国中西部蚱蜢成群结队地吞噬一切，或者有时会在乍得、马里、尼日利亚和西非其他地区的农田造成严重破坏？
霍夫曼在他的林道讲座中特别指出，弄清楚是什么让蚱蜢如此抵抗感染，可能对农业有实际的好处。但是，我当然感觉到，听他讲课时，他也被这种智力挑战深深吸引。
1978年，霍夫曼成为自己实验室的负责人，到了20世纪90年代，他将实验室的研究重点从研究蚱蜢转为研究果蝇（黑腹果蝇）。他说，这种转变很大程度上是因为果蝇的基因更容易研究。（例如，一种蚱蜢的基因组大小是黑腹果蝇的100倍，是人类的六倍。）果蝇，像蚱蜢和其他昆虫一样，也高度抵抗细菌（革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌）和真菌的感染。
1996年，霍夫曼和他的同事发表了他们的研究，表明一种先前发现的名为Toll的蛋白质，在发育中起作用，也在维持果蝇对感染的几乎无懈可击的防御中发挥着根本作用。他的实验室后来确定，另一种名为IMD的蛋白质是昆虫体内发现的第二种免疫系统途径的核心。
布鲁斯·博伊特勒（与霍夫曼和拉尔夫·斯坦曼于2011年共同获得诺贝尔奖）后来的研究表明，一种类似的蛋白质，被称为Toll样受体，在小鼠和人类的先天免疫系统中起着关键作用。
（如果你想知道病毒，果蝇使用一种称为RNA干扰的过程来防御病毒感染，霍夫曼提到了这一点，但他说他真的没有时间解释。）
事实证明，昆虫真的只需要先天免疫系统就能生存和繁荣——也许是因为它们的寿命很短。如果它们活得更长，可能就需要进化出一些其他的东西来叠加在它之上。
这正是，事实上，大约4.6亿年前，我们鲨鱼般的祖先所做的事情（上下偏差几百万年）。大多数时候，人类和其他脊椎动物依靠他们的先天免疫系统就能很好地生存。但是，有时我们的先天免疫系统会被感染或毒素的攻击所压倒。这时，适应性免疫就发挥作用了。嗯，实际上并没有听起来那么简单——但这绝对是另一个故事了。