Если же библейский потоп был на самом деле, то почему существует такое разнообразие живых организмов в морской и пресной воде? Не должны ли они были погибнуть?

Библейского потопа не было. Если же сказать точнее, то была катастрофа, которую не совсем-то можно назвать как "потоп".

история  о Ное, который бегал по планете и собирал образцы  биологических видов,  чтобы всех их собрать на своем корабле, выглядит сомнительной. 

Для  начала.... он был оч крутой и смелый мужик!  бодрый старик. Ведь  отлавливать леопардов, гиен, слонов... голыми  руками, лишь с посохом...  А ведь у него и не было ружья с усыпляющими  дротиками, вертолета и  ассистентов.

Потом он оч много всего умел... ведь ветеринары и зоологи на такие вещи учатся в течении всей жизни.
потом   он оч круто и оперативно умел перемещаться по планете. чтобы просто   увидеть красную панду, нужно иногда потратить 10 лет. а уж поймать  её...  она живет в отдаленных регионах, куда добираться-то... а как же  кенгуру  из Австралии? А за гепардом в Африке он как бегал, чтобы его  спасти? А  на насекомых Ною ведь было наплевать, но они пережили потоп? И  не  поместится столько видов в один корабль... у нас на Земле видов...   миллионы... и даже сейчас, когда у нас есть классификация большей части   видов, мы открываем сотни новых каждый год, и нет ни у кого из   современных ученых генетического хранилища с образцами всех существ, да  и  такая работа займет сотни лет, и потребуется не один ученый, а   подключение целого международного отдела. Однако, как легенда... это  все  довольно занимательно.

Еще во времена Леонардо Да Винчи,  некоторые товарищи, находя окаменелости на вершинах гор, пытались  подтасовать это как док-во потопа. Сей же умный человек объяснял им, что  на самом деле это пласты поднятые с древних времен, когда гор еще не  было, и когда на этом месте был океан. Это не следствие потопа, а  следствие вздымания горных хребтов.

Есть "принцип сообщающихся  сосудов", а еще "круговорот воды в природе" известные с 5-го класса  школы. Согласно этому принципу, воды на планете всегда примерно  одинаковый объем. Не может возникнуть таких условий на Земле, чтобы  затопило все, и если бы это случилось, то должна была бы увеличиться  вода в объеме во много раз, можете и попробовать сами подсчитать для  интереса, сколько потребуется воды. Но однажды появившаяся на земле вода  улететь в космос не может, так что даже если она испарится, то  прольется потом осадками обратно, фактически вся останется здесь, так  что планета может быть либо затопленной всегда, либо быть затопленной  частично, что мы и видим сейчас. Количество воды на нашей планете  сейчас, было таким же точно даже сотню миллионов лет назад. И этого  количества не хватит для потопа, во всяком случае всемирного.

"Вода  лила 40 дней и 40 ночей, открылись источники великой бездны и окна  небесные отворились". Это слишком не конкретное описание, сказали бы  хоть "звезда с неба упала". 40 дней и 40 ночей? глупость какая-то. В Бразилии в Амазонии  дожди идут фактически круглый год, и этого не достаточно даже для  локального потопа.

Чисто теоретически затопить можно что угодно, и  сделать это управляемо, так и делались в СССР многочисленные  водохранилища, которые стоят и до сих пор. Однако, нельзя сделать так,  чтобы затопили верхушки гор. А сам факт того, что в Библии считают, что  самой высокой горой является Арарат - уже говорит обо всем. 

Если  же говорить о легендах и сказаниях, то... как источнике информации,  вероятно, речь о крупном локальном наводнении, никак не мирового  значения, которые древние люди восприняли как всемирное, как конец  света. Ну, для них этого было достаточно, так как все, что они видели,  все что они исследовали на тот момент географически, по сути оказалось  под водой.

чисто теоретически подобное событие может быть  объяснено примерно так. 11-13тыс лет назад завершался не крупный период  оледенения земли. В то время огромные массивы льда в виде ледников  накопились во многих частях света. Климат начинал меняться на более  теплый. Это нагромождение льда начинало подтаивать. Через какое-то  время, когда масса воды стала критической, "плотину" прорвало, что  вызвало  катастрофический вал воды, пронесшийся по ближайшим долинам и  углубившийся далеко на сушу на сотни, может быть тысячи километров. В  истории земли такое бывало и не раз. Но Библия подобных описаний не дает  даже приблизительно, дат, каких-то конкретных данных, ничего этого нет.

Ученые, изучавшие историю  Средиземного моря и его строение,   установили, что в течение миллионов лет неоднократно про­исходили   открывания и закрывания пролива, соединяющего море с океаном. Высыхание   моря протекало достаточно быст­ро: для этого требовалось всего около   тысячи лет. Вероятно, не больше времени занимало и повторное заполнение   его водами океана. При этом в месте соединения водоемов возникал  мощ­ный  водопад, в котором общая высота падения воды достигала  двух-трех  километров, а расход воды превышал поток Ниагар­ского  водопада примерно в  тысячу раз.

Однако... по датировке это:

5 млн лет назад, вследствие колоссального землетрясения, воды Атлантического океана пробили Гибралтарский пролив и затопили Средиземноморье

5 млн лет назад Библии не существовало, да и цивилизации в Месопотамии не было, даже человека прямоходящего не было.

Около 14 тысяч лет тому назад на Земле началось очень быстрое Аллерёдское потепление (его скорость оценивается десятилетиями и иногда даже несколькими   годами). В это время в средних широтах образовались условия, близкие к   современным, хотя в других широтах было значительно холоднее. Однако,   после нескольких тысячелетий таяния ледников и распространения лесов,   климат Земли на короткое время вернулся к оледенению. Похолодание было   очень резким (длительность около 100 лет). После примерно тысячи (по   другим источникам, 1300) лет холодного и сухого климата, климатические   условия пришли к практически современным, опять на протяжении  нескольких  десятилетий. Началось современное межледниковье, голоцен.

===

В 2018 году появились сообщения об обнаружении под ледяным щитом Гренландии (мощностью до 930 м) ударного кратера примерно 31 км в окружности.   Прямое исследование кратера, полностью скрытого льдом, затруднено,   поэтому оценки возраста кратера разнятся. Некоторые предполагают, что   ему 12 тыс. лет.  По одному популярному мнению возникновение этого массивного углубления также могло послужить причиной изменения климата.

===

Ученые   Чикагского университета нашли доказательства, что около 13 тысяч лет   назад на Землю упала комета диаметром более 100 километров. Космическое   тело разбилось на фрагменты, которые «бомбардировали» Северную и Южную   Америку, запад Европы и Азии. Это вызвало «астероидную зиму», массовое   вымирание плейстоценовой мегафауны и обильные лесные пожары. Об этом   сообщается в статье, опубликованной в The Journal of Geology.

Следы   катастрофы были найдены при анализе ледяных кернов, извлеченных из   гренландских ледников. Так, в слое льда, образовавшемся в позднем  дриасе  (завершающий этап последнего оледенения), обнаружены аномальное   количество платины, что указывает на то, что этот элемент был выброшен в   атмосферу Земли в результате катастрофического события. В то же время в   кернах произошел рост концентрации соли и пыли, что свидетельствует об   усилении ветров из-за глобального изменения климата.

Также   в отложениях льда обнаружили признаки глобальных лесных пожаров. Было   выявлено увеличение содержания продуктов горения биомассы — аммония,   оксида азота и ацетата. Площадь уничтоженной огнем растительности   оценивается в 10 миллионов квадратных километров (9 процентов всей   биомассы Земли). В частности, выгорела большая часть сосновых лесов, на   месте которых выросли тополя.

11-14 тыс лет уже  ближе. Однако датировка с Библией вряд ли совпадает (а в Библии есть у  потопа датировка? ага-ага... ищите, дети мои)

Возникновение цивилизации в Месопотамии («городская революция») датируется протописьменным периодом (середина 4-го—начало 3-го тысячелетия до н. э.) и совпадает с началом эпохи бронзы. Первые государства сформировались в раннединастический период (первая половина 3-го тысячелетия до н. э.), преимущественно как номышумерской цивилизации (Ур, Урук, Киш, Лагаш и др.)

Можно предположить, что до потомков дошли более древние, устные легенды, которые они адаптировали под свое время.

Потоп не обязательно был 1, даже если сохранились письменные упоминания только об одном - речь только про 1 источник, так? 

Потопу не обязательно быть всемирным, он может быть локальным - в какой-то части планеты шли ливни не переставая, и повышали уровень воды.

Сколько пресной воды в море ни лей, его солевой состав не так просто кардинально изменить, чтобы морская живность не выдержала и померла. Пару метров над землёй - уже потоп, а море/океан куда глубже.

Во-первых, при условии постепенного осолонения пресноводные могут жить в морской воде и наоборот. А воды потопа прибывали 40 суток. За счёт смешения воды она была не сильно солёной, и не критически пресной, что создавало максимально удобные условия для выживания обоих типов.

Скажем, некоторые морские рыбки и сейчас живут в пресных аквариумах.

Или лососевые живут в море, а нерестятся в пресных водах.

И тут наступает, во-вторых! В одном отряде могут быть как пресноводный, так и морской представители. Следовательно их общие предки имели возможность приспособиться как к тому, так и иному образу жизни. Когда произошла более жёсткая генетическая дифференциация (до или после потопа) мы не знаем.