獲得免疫系
哺乳類で最もよく研究されている獲得免疫系は、約5億年前に有顎類で生まれた。この防御システムの分子、細胞、組織、および関連するメカニズムのほとんどは、軟骨魚類に見られる。リンパ球の受容体であるIgとTCRは、有顎脊椎動物に見られる。最も古いIgクラスであるIgMは膜に結合しており、軟骨魚類のB細胞を刺激すると分泌される。もう一つのアイソタイプであるサメのIgWは、哺乳類のIgDに関連している。TCRは、α/βとγ/δの両方が、顎口虫類から哺乳類まで全ての動物に存在する。遺伝子の再編成を行う遺伝子セグメントの構成は、軟骨魚類ではクラスター型であるのに対し、骨魚類から哺乳類ではトランスロコン型と異なっている。TCRやIgと同様に、MHCも有顎脊椎動物にしか存在しない。抗原の処理(英語版)と提示に関与する遺伝子、クラスIとクラスIIの遺伝子は、研究対象となったほぼ全ての種のMHC内で密接に結びついている。
脊椎動物以前の後口動物(ウニ等)の中には、リンパ系細胞が確認できるものがある。これらの細胞は、自然免疫系のパターン認識受容体(PRR)と抗原を結合する。
免疫系の要は、「自己」と「非自己」の認識である。従って、「非自己」と見做されるヒトの胎児を、免疫系の攻撃から守るメカニズムは、特に興味深い。拒絶反応が起こらないという不思議な現象を包括的に説明することはできないが、2つの古典的な理由が胎児が許容される理由と考えられる。1つ目は、胎児は子宮という非免疫学的バリアーに守られた体の一部を占めており、免疫系が日常的にパトロールすることはないということである。2つ目は、胎児自身が母体の局所的な免疫抑制を促進する可能性があることである。このような寛容性の誘導についてのより現代的な説明は、妊娠中に子宮内で発現した特定の糖タンパク質が子宮の免疫反応を抑制するというものである(eu-FEDSを参照)。
胎生期の哺乳類(単孔目を除く全ての哺乳類)の妊娠中には、内在性レトロウイルス(ERV)が活性化され、胚の着床時に大量に産生される。