本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
把它歸為你想都沒想過要問的問題：為什麼蚱蜢和其他昆蟲能夠抵抗如此多不同的感染？
朱爾斯·霍夫曼在近五十年前問了自己這個問題，並在試圖找出答案的過程中，最終獲得了2011年諾貝爾生理學或醫學獎的一部分。他的研究還有助於確定免疫系統的基礎層——通常被稱為先天免疫——為什麼如此有效。
（至少在脊椎動物中，免疫系統的另一部分被稱為適應性免疫；這是負責產生抗體的部分。）
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在德國林道舉行的第64屆林道諾貝爾獎得主會議上，霍夫曼向擠滿觀眾的年輕科學家和諾貝爾獎得主們選擇了一個長遠的視角——非常長遠的視角。
霍夫曼說，在多年來他所研究的昆蟲中發現的免疫系統的相同遺傳構件，也在海膽和海葵中發現——這些物種的共同祖先可以追溯到很久以前，它們是地球上最早出現的動物之一。
事實上，霍夫曼從他和其它實驗室發現的證據中得出結論，先天免疫必定是在10億年前多細胞生物興起時進化出來的。
一切始於蚱蜢
快速瀏覽一下霍夫曼的傳記，可以看出他在20世紀60年代加入法國國家研究機構（CNRS）的皮埃爾·喬利實驗室時，就開始研究蚱蜢。喬利在他的研究過程中對蚱蜢進行了大量的移植，並且驚奇地發現它們從未因此而感染細菌。
當然，這些實驗是在無菌條件下進行的，但即便如此，你也會認為至少有一些蚱蜢會因此而發生手術感染。
霍夫曼致力於研究這個未解之謎，並發現他可以透過照射蚱蜢心臟周圍的一些組織來破壞它們抵抗感染的能力。
現在假設你已經讀到這裡，你可能會問自己，為什麼有人會如此關心蚱蜢？也許你從未聽說過20世紀30年代美國中西部蚱蜢成群結隊地吞噬一切，或者有時會在查德、馬裡、奈及利亞和西非其他地區的農田造成嚴重破壞？
霍夫曼在他的林道講座中特別指出，弄清楚是什麼讓蚱蜢如此抵抗感染，可能對農業有實際的好處。但是，我當然感覺到，聽他講課時，他也被這種智力挑戰深深吸引。
1978年，霍夫曼成為自己實驗室的負責人，到了20世紀90年代，他將實驗室的研究重點從研究蚱蜢轉為研究果蠅（黑腹果蠅）。他說，這種轉變很大程度上是因為果蠅的基因更容易研究。（例如，一種蚱蜢的基因組大小是黑腹果蠅的100倍，是人類的六倍。）果蠅，像蚱蜢和其他昆蟲一樣，也高度抵抗細菌（革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌）和真菌的感染。
1996年，霍夫曼和他的同事發表了他們的研究，表明一種先前發現的名為Toll的蛋白質，在發育中起作用，也在維持果蠅對感染的幾乎無懈可擊的防禦中發揮著根本作用。他的實驗室後來確定，另一種名為IMD的蛋白質是昆蟲體內發現的第二種免疫系統途徑的核心。
布魯斯·博伊特勒（與霍夫曼和拉爾夫·斯坦曼於2011年共同獲得諾貝爾獎）後來的研究表明，一種類似的蛋白質，被稱為Toll樣受體，在小鼠和人類的先天免疫系統中起著關鍵作用。
（如果你想知道病毒，果蠅使用一種稱為RNA干擾的過程來防禦病毒感染，霍夫曼提到了這一點，但他說他真的沒有時間解釋。）
事實證明，昆蟲真的只需要先天免疫系統就能生存和繁榮——也許是因為它們的壽命很短。如果它們活得更長，可能就需要進化出一些其他的東西來疊加在它之上。
這正是，事實上，大約4.6億年前，我們鯊魚般的祖先所做的事情（上下偏差幾百萬年）。大多數時候，人類和其他脊椎動物依靠他們的先天免疫系統就能很好地生存。但是，有時我們的先天免疫系統會被感染或毒素的攻擊所壓倒。這時，適應性免疫就發揮作用了。嗯，實際上並沒有聽起來那麼簡單——但這絕對是另一個故事了。