Tijdens de Devoon geologische periode, ongeveer 375 miljoen jaar geleden, was een groep van gewervelde dieren klauterde uit het water het land op. Deze gebeurtenis - het overschrijden van de grens tussen zee en vaste grond - betekende dat gewervelde dieren eindelijk oplossingen hadden bedacht, hoe primitief ook, voor de vier fundamentele problemen van het leven op het land. Om een in het water levende gewervelde te laten overleven op het land, moet het dier:
De effecten van de zwaartekracht stellen hoge eisen aan de skeletstructuur van een gewerveld land. De ruggengraat moet de inwendige organen van het dier kunnen ondersteunen en het gewicht effectief naar beneden kunnen verdelen in de ledematen, die op hun beurt het gewicht van het dier op de grond overbrengen. De skeletaanpassingen die hiervoor nodig waren, waren onder meer een toename van de sterkte van elke wervel (waardoor deze meer gewicht kon dragen) en de toevoeging van ribben (die verder verdeeld gewicht en structurele ondersteuning geboden), en de ontwikkeling van in elkaar grijpende wervels (waardoor de wervelkolom de noodzakelijke houding kan behouden en de lente). Een andere belangrijke wijziging was de scheiding van de borstgordel en de schedel (bij vissen zijn deze botten met elkaar verbonden), waardoor gewervelde landdieren de schok die tijdens beweging werd veroorzaakt, konden absorberen.
Er wordt aangenomen dat vroege gewervelde landdieren zijn voortgekomen uit een rij vissen met longen. Als dit waar is, betekent dit dat het vermogen om lucht in te ademen zich ontwikkelde op hetzelfde moment dat gewervelde landdieren hun eerste uitstapjes maakten op droge grond. Het grotere probleem dat deze wezens moesten aanpakken, was hoe de overtollige kooldioxide die tijdens de ademhaling werd geproduceerd, moest worden afgevoerd. Deze uitdaging - mogelijk in nog grotere mate dan het vinden van hoe zuurstof te verkrijgen - vormde de ademhalingssystemen van vroege gewervelde landdieren.
Omgaan met water verlies (ook wel uitdroging genoemd) stelde ook vroege gewervelde landdieren voor uitdagingen. Het verlies van water door de huid kan op een aantal manieren worden geminimaliseerd: door een waterdichte huid te ontwikkelen, door het afscheiden van een wasachtige waterdichte substantie door klieren in de huid of door vochtig terrestrisch te bewonen habitats. Vroege gewervelde landdieren maakten gebruik van al deze oplossingen. Veel van deze wezens hebben hun eieren ook in water gelegd om te voorkomen dat de eieren vocht verliezen.
De laatste grote uitdaging van het aanpassen aan het leven op het land was het aanpassen van zintuigen die bedoeld waren voor het leven onder water. Aanpassingen in de anatomie van het oog en het oor waren nodig om de verschillen in licht- en geluidsoverdracht te compenseren. Bovendien gingen sommige zintuigen gewoon verloren toen gewervelde dieren het land op trokken, zoals het zijlijnsysteem. In water stelt dit systeem dieren in staat trillingen te voelen, waardoor ze zich bewust worden van wezens in de buurt; in de lucht heeft dit systeem echter weinig waarde.