Pada masa Renaisans terjadi spekulasi yang berlanjut yang mungkin telah dikenal oleh Origenes dan Augustinus: Bagaimana dengan Phoenix, yang unik, bagaimana ia dapat datang sebagai suatu pasangan? (Pemecahan yang populer ialah bahwa phoenix adalah binatang berkelamin ganda.) dan mungkinkah Siren, yang oleh hakikatnya memikat para pelaut menuju kematian mereka, diizinkan untuk naik ke kapal? (Jawabannya adalah tidak; mereka berenang di luar.) dan burung cenderawasih, yang tidak mempunyai kaki —apakah ia terbang terus-menerus di dalam Bahtera? Namun pada saat yang sama, suatu aliran keilmuan yang baru telah muncul. Aliran ini di satu pihak tidak pernah mempertanyakan kebenaran harafiah cerita Bahtera, namun di pihak lain mulai berspekulasi tentang pembuatan kapal Nuh dari segi praktisnya, dari dalam kerangka yang alamiah semata-mata. Karena itu pada abad ke-15, Alfonso Tostada memberikan sebuah penjelasan terinci tentang logistik Bahtera ini, hingga pengaturan tentang pembuangan kotoran-kotoran penumpangnya dan sirkulasi udara segarnya, dan ahli geometri terkemuka Johannes Buteo memperhitungkan luas bagian dalam kapal itu, hingga memungkinkan Nuh untuk mempunyai sebuah penggilingan dan oven tanpa asap, sebuah model yang banyak diambil oleh para penafsir lainnya.[32]

Pada abad ke-17, orang merasa perlu untuk mempertemukan eksplorasi terhadap Dunia Baru dengan kesadaran yang kian meningkat tentang distribusi spesies-spesies global dengan keyakinan lama bahwa seluruh kehidupan berasal dari satu titik awal di lereng Gunung Ararat. Jawaban yang jelas ialah bahwa manusia telah menyebar di semua benua setelah hancurnya Menara Babel dan membawa binatang-binatang itu bersamanya, namun beberapa hasil tampaknya aneh: mengapa para penduduk asli Amerika Utara membawa bersama mereka ular beludak sementara kuda-kuda tidak, demikian Sir Thomas Browne bertanya-tanya pada 1646. "Bagaimana Amerika penuh dengan Binatang-binatang pemangsa dan Binatang berbahaya, namun tidak memiliki Makhluk yang penting, yaitu Kuda, adalah sesuatu yang aneh."[33]

Browne, yang merupakan salah seorang pertama yang mempertanyakan pendapat tentang perbanyakan spontan (spontaneous generation), adalah seorang dokter medis dan ilmuwan amatir yang melakukan observasi ini secara sepintas. Para sarjana Alkitab pada masa itu, seperti misalnya Justus Lipsius (1547–1606) dan Athanasius Kircher (c.1601–80) juga mulai meneliti kisah Bahtera dengan sangat cermat sementara mereka berusaha mengharmoniskan cerita Alkitab itu dengan pengetahuan tentang sejarah alam. Hipotesis-hipotesis yang dihasilkan merupakan dorongan penting terhadap studi tentang distribusi geografis tanaman-tanaman dan binatang-binatang, dan secara tidak langsung mendorong munculnya biogeografi pada abad ke-18. Para sejarahwan alamiah mulai menarik hubungan antara iklim dengan binatang-binatang dan tanaman-tanaman yang menyesuaikan diri dengannya. Salah satu teori yang berpenaruh menyatakan bahwa Ararat yang disebut dalam Alkitab dihantam oleh berbagai zona iklim, dan ketika iklim berubah, binatang-binatang yang ada di situ pun berpindah, dan akhirnya menyebar untuk memenuhi seluruh bumi. Ada pula masalah dengan jumlah spesies yang dikenal yang terus bertambah. Bagi Kircher dan para sejarahwan alamiah lainnya, tidak ada banyak masalah untuk menemukan ruangan untuk semua binatang yang dikenal di dalam Bahtera, tetapi pada masa kerja John Ray (1627–1705), hanya beberapa dasawarsa setelah Kircher, jumlah dari binatang-binatang yang dikenal telah jauh melampaui proporsi Alkitab. Upaya memasukkan jumlah binatang yang dikenal menjadi semakin sulit, dan pada 1700 hanya segelintir sejarahwan alamiah yang dapat membenarkan penafsiran harafiah atas naratif Bahtera Nuh.[34]