Under Devonas geologiska period, för cirka 375 miljoner år sedan, en grupp av vertebrater klättrade upp ur vattnet och ner på landet. Denna händelse - korsningen av gränsen mellan hav och fast mark - innebar att ryggradsdjur till sist hade samlat lösningar, oavsett primitiva, till de fyra grundläggande problemen med att leva på land. För att ett vattenlevande ryggradsdjur ska överleva på land:
Effekterna av tyngdkraften ställer stora krav på skelettstrukturen hos ett ryggradsdjur. Ryggraden måste kunna stödja djurets inre organ och effektivt fördela vikten nedåt i lemmarna, som i sin tur överför djurets vikt till marken. Skelettändringarna som behövdes för att åstadkomma detta inkluderade en ökning av styrkan hos varje ryggrad (vilket tillåter den att hålla extra vikt), tillsatsen av revben (som vidare fördelad vikt och tillhandahållit strukturellt stöd), och utvecklingen av sammanhängande ryggkotor (vilket tillåter ryggraden att bibehålla den nödvändiga hållningen och vår). En annan nyckelmodifiering var separationen av pectoralbandet och skallen (hos fisk är dessa ben anslutna), vilket gjorde att ryggradsdjur kan absorbera den chock som uppstod under rörelse.
Tidiga ryggradsdjur antas ha uppkommit från en rad fiskar som hade lungor. Om detta är sant, innebär det att förmågan att andas luft utvecklades samtidigt som ryggradsdjursland gjorde sina första turer på torr jord. Det större problemet för dessa varelser att hantera var hur man kasserar överskott av koldioxid som producerats under andning. Denna utmaning - möjligen i ännu större utsträckning än att hitta hur man ska få syre - formade andningssystemen för tidiga ryggradsdjur.
Ta hand om vattenförlust (även kallad uttorkning) presenterade tidiga ryggradsdjur med utmaningar också. Förlusten av vatten genom huden kan minimeras på flera sätt: genom att utveckla vattentät hud, av utsöndrar ett vaxartat vattentätt ämne genom körtlar i huden eller genom att bevara fuktig mark livsmiljöer. Tidiga ryggradsdjur använde alla dessa lösningar. Många av dessa varelser lägger också sina ägg i vatten för att förhindra att äggen förlorar fukt.
Den sista stora utmaningen med att anpassa sig till livet på land var anpassningen av sensoriska organ som var avsedda för livet under vattnet. Ändringar i ögats anatomi och örat var nödvändiga för att kompensera för skillnaderna i ljus och ljudöverföring. Dessutom tappades vissa sinnen helt enkelt när ryggradsdjur flyttade till land, till exempel sidosystemet. I vatten tillåter detta system djur att känna vibrationer, vilket gör dem medvetna om varelser i närheten; i luften har detta system dock lite värde.