дочери богатого негоцианта была ему весьма кстати. По воспоминаниям О. Н. Мечниковой «Он был очень умен, но с тем оттенком скептицизма, который мешает серьезному отношению к жизни и труду… Он очень рано женился на Эмилии Львовне Невахович…сестре своего товарища по гвардии…. Женившись… Илья Иванович продолжал жить в Петербурге, вести веселый беззаботный образ жизни; через несколько лет все приданное Эмилии Львовны было прожито». И тогда Илья Иванович вынужден был покинуть Петербург и уехать с женой, дочерью и двумя сыновьями в небольшое родовое имение Мечниковых в Малороссии — Панасовку, где родились еще двое детей: Николай и Илья. Сыновья Ильи Ивановича Мечникова были будто нарочно созданы, чтобы представить собою все архетипы русского дворянина того времени: чиновник, революционер, кутила и ученый. Примечательно, что ни один из них не пошел по стопам отца. Не стал военным.
Через 10 дней после рождения Ильи его крестили в Покровской церкви Ново-Млинской слободы. «Младший в семье — Илюша…был весь — огонь. Светленький, тоненький мальчик, с нежным цветом лица, светло-каштановыми шелковистыми волосами и серо-голубыми глазами, искрившимися живостью и добротой, он был впечатлителен, вспыльчив, нервен и подвижен, как ртуть. Его прозвали „monsieur vif-argent“ [фр.: г-н Ртуть]. Все ему надо было знать, везде быть, все видеть…Он успокаивался только тогда, когда его внимание было поглощено каким-нибудь наблюдением — насекомым, бабочкой, которую надо поймать, или игрою старших в карты. Особенно же он притихал, когда кто-нибудь садился за рояль. Приютившись у инструмента, он мог часами слушать музыку. Как и остальные дети, он был чрезвычайно избалован.». Воспитанием детей занималась Эмилия Львовна. Она же выбирала нянек и приглашала учителей. Летом 1853 года, в возрасте восьми лет, Илья начал заниматься ботаникой под руководством студента-медика Ходунова. «Илюша с настоящей страстью собирал и определял растения, составляя гербарий. Вскоре он отлично знал местную флору; воображая себя ученым, писал сочинения по ботанике; все свои деньги отдавал он другим детям и братьям, чтобы заставить их слушать свои лекции. Уже с этого времени определилось его призвание». Ахиллесовой пятой маленького Ильи был «комплекс второго», обусловленный постоянным соперничеством с братом Николаем, более авторитетным и физически развитым. Этим, в какой-то мере, можно объяснить проявившееся у него уже в ранней юности стремление получить интеллектуальное превосходство над своими сверстниками. Эту возможность даст ему научное творчество. Оно поможет освободить огромные таившиеся в нем силы и обеспечит ему максимальное самовыражение и социальную независимость.
Если старших сыновей Ивана и Льва родители определили в частный пансион в Петербурге, готовивший дворянских детей, то Илья и Николай какое-то время обучались дома, в Панасовке. Когда старшей дочери Кате исполнилось 17 лет, вся семья переехала в Харьков. В 1856 году, после сдачи экзаменов, Илья поступил во 2 класс, а Николай в 3 класс Второй харьковской гимназии. Илье тогда было уже 11 лет. Братьев поселили в пансионе Карла Ивановича Шульца, где они страдали от нотаций и плохой пищи. После чего они уговорили родителей перевести их на частную квартиру.
Интеллект Ильи развивался стремительно, и уже в первых классах гимназии он демонстрировал незаурядные способности: чтобы в подлиннике читать серьезные сочинения европейских философов-материалистов: И. Г. Фихте, Л. А. Фейербаха, Я. Молешотта, Л. Бюхнера и К. Фогта, он в 14 лет в совершенстве овладел немецким языком. С жадностью он прочел и только что вышедшую книгу Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859). Очень важным для его дальнейшего развития оказалось знакомство с русским переводом трех томов книги Г. Бронна «Классы и отряды животного царства». Мечников был потрясен и одновременно очарован рисунками амеб, корненожек, инфузорий. Именно тогда он принял решение посвятить свою жизнь изучению этих необыкновенных существ. Свой путь в науке Мечников начал с изучения низших ступеней организации животного мира.
Можно отметить и ранние проявления рационализма Мечникова: так, уже в гимназии он перестает заниматься предметами, которые считает для себя ненужными, и только благодаря своей феноменальной памяти и интеллекту, он с отличием оканчивает каждый класс. К «нужным» предметам он относил естественную историю, ботанику, геологию.
Другим сильным увлечением Мечникова, соизмеримым лишь с любовью к науке, была музыка, а именно оперное искусство. В зрелые годы, много путешествуя, он всегда находил возможность побывать в опере.
В старших классах гимназист Мечников нашел поддержку в лице адъюнкта Харьковского университета молодого физиолога Ивана Петровича Щелкова, только что вернувшегося из-за границы, и согласившегося давать Илье частные уроки по гистологии. Благодаря ему, Мечников-гимназист регулярно посещал лабораторию физиологии в местном университете. В 15 лет он выполнил свою первую ученическую работу по физиологии инфузорий.
Летом 1862 года 17-летний Илья Мечников, только что окончивший с золотой медалью гимназию, решил уехать в Вюцбург (Германия), где намеревался поступить в местный университет. Здесь преподавал физиологию и сравнительную анатомию швейцарец Рудольф Келликер, у которого Мечников мечтал учиться. Поездка оказалась чрезвычайно неудачной — летом все германские университеты были на студенческих каникулах, а учебный год в Вюрцбурге начинался на шесть недель позже, чем в России. Очутившись на чужбине в одиночестве, юноша впал в состояние шока. Перспектива полного и длительного одиночества показалась Мечникову настолько невыносимой, что первым же поездом он постарался быстро вернуться домой.
В сентябре 1862 года Мечников поступил учиться на естественное отделение физико-математического факультета Харьковского университета. Хотя поначалу намеревался поступить на медицинский факультет; однако, Эмилия Львовна отговорила его: «У тебя слишком мягкое сердце; ты не будешь в состоянии постоянно видеть страдания людей». В 1864 году экстерном за два года 19-летний Мечников окончил четырехгодичный курс естественного отделения физико-математического факультета Харьковского университета. Быстрота, с которой Мечников прошел университетский курс, позже имела и отрицательную сторону, поскольку вызвала пробелы в образовании, о чем впоследствии он часто сожалел.
20-летний ученый приступил к изучению эмбриологии беспозвоночных животных в различных лабораториях Европы — по ходатайству Н. И. Пирогова ему выделили двухгодичную стипендию — 3200 рублей. Он присутствовал на съезде зоологов в немецком городе Гисен как автор самостоятельного исследования В 22 года, когда юноши только получают дипломы, Илья Ильич уже защитил магистерскую диссертацию, а еще через год стал доктором зоологии.
Работая в Германии, Мечников имел возможность посетить Женеву, где жил его брат Лев Ильич, и познакомиться с вождем русской политической эмиграции: А. И. Герценом. Позже в Неаполе он встретился с М. А. Бакуниным. Обе встречи вызвали у Ильи Ильича полное неприятие политической деятельности.
Скоро он узнал, что в жизни учёного страданий