这个是十分可能的。即使在没有核战争的情况下，如果人类突然消失，那么就会有其他的生物替代人类的生态位。但实际上我们也不能说人类统治着地球，人类不过是在地球生态的某一个顶级层面统治地球罢了。像是在地表以下、海洋、还有小型和微型生物的世界，人类仍然并不占统治地位。诸如蚂蚁、昆虫、微生物等等，人类对这些生态层面的影响并不大，人类不过是与这些生态层面发生着或多或少的交互而已。
但时核战争导致的破坏可能更为广泛，但仍然不足以颠覆整个地球生态的基础，那就是地球最基本的微生物生态。微生物有非常高效的繁殖率，遗传物质和细胞结构简单，数量庞大，具有非常大的生存韧性。核辐射带来的基因突变，还可能加快这些微生物的进化进程。说不定在很短的时间内，微生物就能进化出应对核辐射后果的相关生理特质。即便地球上的高等生物都完全灭绝，那么这些微生物仍然可以以快速的进化营造出另外一个完全不同的生态。
诸如植物和某些微生物对于环境的适应性可能强于异养型微生物，而异养型微生物的顶端就是人类。对其他生物的依赖是人类的致命伤。
如果核战争只是灭绝了人类（通常生态链顶级物种更加脆弱），而没有伤及其他物种的繁衍根基，那么大自然对人类的替代就会更快。这种情况在切尔诺贝利表现的很明显。
切尔诺贝利的案例
切尔诺贝利的核泄漏事件似乎就是一次偶然的人类区域性消失的试验。在人类撤出切尔诺贝利区域之后，各种野生动物接管了这个地区，虽然辐射对野生动植物的健康带来了一些副作用，但是这些动物的繁殖仍然在进行，能活下来的就是幸运的。整个生态链遭受了小小的挫折之后，仍然异常繁荣。虽然人类在心理上会对那些因辐射变异的动物心生怜悯，并为核泄漏事件感到遗憾，但事实上大自然对此并不在意——
自然灾害从来不是地球生命的悲剧（只是人类以己渡人地认为是悲剧）。地球历史上的5次大灭绝事件，都是地球重新焕发生机的节点，诸如二叠纪和三叠纪之交的那次有史以来最大的灭绝事件，70%的陆生脊椎动物和96%的海洋生物灭绝，也唯一一次造成昆虫大量灭绝的事件，估计有57%的科与83%的属消失。(所以似乎昆虫受到普通灭绝事件的打击并不会太严重——因为体型小、数量庞大、繁殖迅速)。
人类的悲剧不一定是自然的悲剧
人类的产生不过是大自然的偶然事件，因此即便人类“不作就不会死”地把自己搞灭绝了，也不过类似自然界当中的一个偶然事件。在地球历史上任何时期都有物种灭绝，源自各种原因，因核战而灭绝，可能就是之一。上帝应该不会大惊小怪。他在二叠纪末期灭掉了占据食物链顶层的兽孔目爬行类动物，扶持了恐龙上位，于是有了侏罗纪到白垩纪1亿多年前恐龙的繁荣昌盛；而他又在白垩纪末灭掉了恐龙，扶持哺乳动物上位，于是才有了近来数万年人类的繁荣昌盛；下一次他不小心灭掉人类的时候，情节也会大抵如此——新的生物形态会替代人类，行走在地球上。
总结
人类灭绝之后必然被其他生物取代；
人类的悲剧不一定是自然的悲剧；
生态的根基是自养型微生物和生物，只要这些生物不灭绝，地球就会充满生机；