Leia minha resposta original no Quora.
Baratas:
Já estão por aí há 250 milhões de anos, superando vários episódios de grandes extinções na Terra. Elas se reproduzem muito rápido; mesmo quando você pisa em uma barata, ela expele milhares de ovos para que seus filhos tenham uma chance de continuar no seu apartamento. Podem ficar sem água por muito tempo e sobrevivem bastante mesmo sem a cabeça, pois o cérebro é distribuído pelo corpo. Além de tudo isso, as asas ainda oferecem uma proteção adicional contra a radiação.
Peixe Mummichog:
Sobrevive em águas limpas ou poluídas, frias ou quentes, salgadas ou doces. Conseguiu se adaptar à vida sem gravidade, na Estação Espacial Internacional. É uma das espécies mais adaptáveis de peixes do mundo. Provavelmente conseguiria se virar em algum canto da Terra.
Humanidade:
Com bunkers e alta capacidade de adaptação e inovação, é provável que alguns de nós sobreviveria. Resta saber se por muito tempo, visto que um inverno nuclear provavelmente acabaria com muito da nossa capacidade de manter a agricultura e a pecuária. Há certa esperança, no entanto.
Lingula:
Um animal que sobrevive há mais de 400 milhões de anos, com proteção externa que pode ajudar com a radiação e bons instintos de sobrevivência. Se a radiação não for alta o suficiente para destruir seus habitats e alimentos, eles vão continuar perdurando.
Tardígrado:
Conhecido e querido pela internet, esse animal pode ressecar e ficar em estado suspendo por incontáveis períodos. É resistente à radiação, ao calor, ao frio, ao vácuo e à pressão. Muitos ainda devem morrer, como já foi provado que eles não são tão resistentes assim às variações rápidas, mas ainda assim, a espécie deve perdurar.
É muito provável que milhões de espécies de microorganismos e plantas também sobrevivam a um apocalipse nuclear. Muitos dos seres vivos na Terra desenvolveram várias alternativas diferentes para se adaptar aos piores cenários. Da lista acima, creio que a humanidade seja a menos bem preparada para sobreviver.