Afweer gericht tegen één of enkele micro-organismen, die de uitwendige structuren van die micro-organismen kan herkennen en een geheugen heeft dat voor langere tijd bescherming biedt
Het adaptieve immuunsysteem is een belangrijke evolutionaire innovatie van de gewervelde dieren. Evertebrata, inclusief de ongewervelde Chordata, hebben alleen het natieve of aangeboren immuunsysteem.
Met het adaptieve immuunsysteem wordt immuniteit verworven door blootstelling aan indringers. Het werkt minder snel maar wel specifiek. Bovendien kan het langdurige bescherming bieden doordat de kenmerken van de indringer onthouden worden. Cruciaal in de adaptieve afweer zijn de B-cellen en T-cellen geproduceerd door het beenmerg. Deze cellen ondergaan in de lymfeknopen en de thymus een rijping waarbij ze bepaalde receptoren op de celmembraan tot expressie brengen waarmee ze de antigenen herkennen.
De receptoren worden gegenereerd door een proces dat vergelijkbaar is met evolutie door natuurlijke selectie. Allereerst worden een zeer groot aantal verschillende receptormoleculen tot expressie gebracht, via een proces van somatische hypermutatie en recombinatie. Dit kan tot 10$$$^{12}$$$ verschillende receptoren leiden. Daaruit worden vervolgens die cellen geselecteerd die geen lichaamseigen moleculen aanvallen en wel lichaamsvreemde antigenen herkennen.
Het adaptief immuunsysteem is ontstaan bij de oorsprong van de Vertebrata. Echter de kaakloze vissen (Agnatha) hebben een ander mechanisme om variatie te genereren dan de Gnathostomata (alle vissen met kaken, amfibieën en Amniota). Het genetische netwerk dat verantwoordelijk is voor het adaptieve immuunsysteem was waarschijnlijk al aanwezig bij de ongewervelden, evenals de lymfocyten. De evolutionaire vernieuwing bestond erin dat een bepaald gebied van het epitheel van de farynx stoffen ging produceren (chemokines) waarmee lymfocyten werden aangetrokken. Dit was het begin van de vorming van T-cellen door de thymus. De transcriptiefactor Foxn1, die door duplicatie ontstond uit voorlopers bij ongewervelde Chordata was hierbij beslissend.
