Negli anni in cui Micheli costituisce il suo, l’idea di un museo come insieme più o meno “disordinato” di oggetti naturali appare ormai superata; purtroppo non sappiamo se esso fosse organizzato secondo "un arrangement convenable", così come nel 1751 Diderot indicava nella voce Cabinet d’Histoire naturelle (Encyclopédie, vol. II), perché sia le collezioni botaniche sia quelle mineralogiche sono state inglobate in quelle targioniane. Ma possiamo immaginare il rigore scientifico con cui esse si sono via via determinate, perché l’esplorazione naturalistica (almeno per quanto riguarda l’Italia), “incerta ed inconscia all’inizio, raggiunge […] soprattutto per merito del Micheli, del Marsili, del Vallisnieri la piena consapevolezza della propria funzione scientifica" (Rodolico 1963). Ai tre va anzi riconosciuto un fondamentale allargamento dell’orizzonte: se la maggior parte dei naturalisti del Seicento si era spesso limitata alla raccolta di piante, proprio Micheli, Marsili e Vallisnieri “erano attratti da produzioni e fenomeni spettanti a tutti e tre i regni della natura, né disdegnavano di considerare altresì problemi di carattere specificamente geografico e storico” (ivi).
Le vicende del Museo Micheliano sono note: nella seduta del 12 maggio 1738 la Società Botanica Fiorentina, dopo lunghe discussioni, abbandona il progetto di acquistare le imponenti raccolte di Micheli, morto l’anno precedente: qualche mese più tardi le piante essiccate, i campioni zoologici, i fossili, i minerali e i manoscritti entreranno in possesso dell’allievo ed esecutore testamentario Giovanni Targioni Tozzetti al prezzo di 1381 scudi, e con l’impegno a pubblicare i manoscritti del maestro. Tale impegno si rivelerà superiore alle forze dell’allievo, e resterà disatteso. Del resto fin da subito Giovanni ne è consapevole, tanto che può affermare: “Dal dì 17 agosto 1738 che io comprai il Museo Micheliano, e mi addossai il peso, non ho avuto un’ora di bene”. E non è un caso se la consistenza delle collezioni potrà essere accuratamente descritta solo oltre un secolo dopo.
Ad ogni modo, le raccolte di Micheli entrano a far parte delle “produzioni naturali” della famiglia Targioni Tozzetti; anzi, “la collezione Micheliana divenne il nucleo principale sul quale Giovanni costituì il suo Museo” (Cipriani e Scarpellini, 2007). Esso comprende i campioni raccolti direttamente o ricevuti da Micheli, quelli di Giovanni (1712-1783), Ottaviano (1755-1829) e Antonio Targioni Tozzetti (1785-1856). Alla morte di Ottaviano (1829) inizia il frazionamento delle collezioni: il barone Bettino Ricasoli acquista subito quella lito-mineralogica, che cederà nel 1838 all’Imperiale e Reale Museo di Fisica e Storia Naturale di Firenze, mentre l’erbario, i manoscritti e la biblioteca restano nelle mani di Antonio. Qualche anno dopo Filippo Parlatore, direttore delle collezioni botaniche dello stesso Museo, otterrà dal granduca Leopoldo II di Lorena anche l’acquisto degli erbari e dei manoscritti.
