Devonas ģeoloģiskajā periodā, apmēram pirms 375 miljoniem gadu, grupa mugurkaulnieki izcēlušies no ūdens uz zemes. Šis notikums - robežas šķērsošana starp jūru un cietu grunti - nozīmēja, ka mugurkaulnieki beidzot bija sasnieguši četriem dzīves uz zemes pamatproblēmu risinājumus, lai cik tie būtu primitīvi. Lai ūdens mugurkaulnieki varētu izdzīvot uz sauszemes, dzīvnieks:
Smaguma spēks rada ievērojamas prasības zemes mugurkaulnieka skeleta struktūrai. Mugurkaulam jāspēj atbalstīt dzīvnieka iekšējos orgānus un efektīvi sadalīt svaru uz leju ekstremitātēs, kas savukārt dzīvnieka svaru nodod zemei. Skeleta modifikācijas, kas vajadzīgas šī mērķa sasniegšanai, ietvēra katra skriemeļa izturības palielināšanos (ļaujot tam noturēt pievienoto svaru), ribu pievienošanu (kas papildu sadalīts svars un sniegtais strukturālais atbalsts), un savstarpēji bloķējošu skriemeļu attīstība (ļaujot mugurkaulam saglabāt nepieciešamo stāju un pavasaris). Vēl viena būtiska modifikācija bija krūšu jostas un galvaskausa atdalīšana (zivīs šie kauli ir savienoti), kas ļāva sauszemes mugurkaulniekiem absorbēt triecienu, kas rodas pārvietošanās laikā.
Tiek uzskatīts, ka agrīnie sauszemes mugurkaulnieki ir cēlušies no tādu zivju rindas, kurām bija plaušas. Ja tā ir taisnība, tas nozīmē, ka spēja elpot gaisu attīstījās tajā pašā laikā, kad sauszemes mugurkaulnieki savus pirkstus veica sausā augsnē. Lielāka šo radījumu problēma bija tas, kā atbrīvoties no elpošanas laikā radītā oglekļa dioksīda pārpalikuma. Šis izaicinājums - iespējams, pat lielākā mērā nekā atrašana, kā iegūt skābekli - veidoja agrīno sauszemes mugurkaulnieku elpošanas sistēmas.
Strādājot ar ūdens zudums (ko dēvē arī par izžūšanu) arī agrīnajiem zemes mugurkaulniekiem sagādāja problēmas. Ūdens zudumu caur ādu var samazināt vairākos veidos: attīstot ūdensnecaurlaidīgu ādu, izmantojot: izdalot vaskotu ūdensnecaurlaidīgu vielu caur ādas dziedzeriem vai apdzīvojot mitru sauszemes virsmu biotopi. Agrie sauszemes mugurkaulnieki izmantoja visus šos risinājumus. Daudzi no šiem radījumiem arī olas ielika ūdenī, lai neļautu olām zaudēt mitrumu.
Pēdējais lielais izaicinājums, pielāgojoties dzīvei uz sauszemes, bija maņu orgānu pielāgošana, kas bija domāti dzīvei zem ūdens. Lai kompensētu gaismas un skaņas caurlaidības atšķirības, bija nepieciešamas acs un auss anatomijas izmaiņas. Turklāt daži jutekļi tika vienkārši zaudēti, kad mugurkaulnieki pārcēlās uz zemi, piemēram, sānu līniju sistēma. Ūdenī šī sistēma ļauj dzīvniekiem izjust vibrācijas, liekot viņiem saprast apkārt esošās radības; gaisā šai sistēmai tomēr ir maza vērtība.