Setiap bulan Mei, sebuah kawasan rawa di Congaree National Park, South Carolina, Amerika Serikat, berubah menjadi pemandangan yang terasa seperti dari dunia lain.
Dalam kegelapan hutan tua yang dipenuhi pohon cemara dan tupelo berusia ratusan tahun, ribuan kunang-kunang jantan berkedip hampir bersamaan, menciptakan pertunjukan cahaya yang menakjubkan.
Fenomena ini terjadi pada spesies Photuris frontalis. Ribuan serangga kecil itu seolah mengikuti irama yang sama, seperti penonton konser yang bertepuk tangan secara kompak.
Selama bertahun-tahun, ilmuwan dan pencinta alam bertanya-tanya: bagaimana serangga sederhana ini bisa bergerak begitu selaras?
**Temuan Aturan Matematika Sederhana**
Sebuah penelitian terbaru dari para insinyur di University of Colorado Boulder akhirnya menemukan jawabannya. Mereka berhasil mengungkap aturan matematika sederhana yang membantu kunang-kunang menyelaraskan kedipan cahayanya.
Menurut Orit Peleg, profesor asosiasi di Departemen Ilmu Komputer dan BioFrontiers Institute di CU Boulder, fenomena ini sangat memukau.
“Ini terasa seperti sihir. Pada waktu tertentu di malam hari, seluruh kelompok kunang-kunang memiliki satu ritme yang sama, dan mereka sangat tepat waktu,” kata Peleg.
Hasil penelitian tersebut dipresentasikan dalam American Physical Society Global Physics Summit 2026 di Denver dan dipublikasikan secara awal di server preprint bioRxiv.
**Eksperimen dengan “Kunang-Kunang Buatan”**
Untuk memahami logika di balik pertunjukan cahaya itu, para peneliti melakukan eksperimen yang sederhana namun cermat.
Mereka menangkap kunang-kunang jantan satu per satu, lalu membawanya ke dalam sebuah tenda yang sepenuhnya gelap dan terisolasi dari cahaya luar.
Di dalam tenda itu, para ilmuwan menyalakan lampu LED redup yang berfungsi sebagai “kunang-kunang buatan”.
Eksperimen ini dipimpin oleh Owen Martin, penulis utama penelitian yang menyelesaikan doktoralnya di CU Boulder pada 2025. Ia menghabiskan beberapa musim panas melakukan pengamatan langsung di Congaree.
Martin menggambarkan tempat itu seperti lanskap purba. “Tempat ini membuat saya membayangkan seperti apa bagian Bumi itu sebelum manusia ada. Ada perasaan kuat bahwa semuanya sangat tua,” katanya.
**Variasi Kecepatan Kedipan dalam Percobaan**
Dalam kondisi alami, kunang-kunang biasanya berkedip sekitar satu hingga dua kali per detik. Karena itu, para peneliti mengatur LED untuk berkedip dengan berbagai kecepatan—mulai dari sekali per detik hingga setiap 300 milidetik.
**Respons yang Tidak Sekadar Meniru**
Hasilnya ternyata mengejutkan. Kunang-kunang tidak langsung meniru pola cahaya LED begitu saja. Sebaliknya, mereka menyesuaikan ritmenya secara halus, seperti musisi yang mencoba menemukan tempo yang sama dengan pemain lain.
Jika LED berkedip sedikit lebih cepat, kunang-kunang cenderung mempercepat kedipannya. Sebaliknya, jika LED berkedip lebih lambat, mereka juga ikut memperlambat ritme.
Namun respons paling menarik muncul ketika waktu kedipan LED hampir sama dengan ritme alami kunang-kunang.
Jika LED berkedip tepat sebelum kunang-kunang hendak berkedip, serangga itu sering mempercepat kedipannya. Jika LED berkedip sesaat setelahnya, kunang-kunang justru menunda sedikit kedipan berikutnya.
Sebaliknya, jika LED berkedip terlalu cepat atau terlalu lambat dibanding ritme alami mereka, kunang-kunang biasanya mengabaikannya.
**Analogi dengan Tepuk Tangan di Konser**
Martin mengibaratkan proses ini seperti orang yang mencoba ikut bertepuk tangan di tengah kerumunan konser.
“Anda tidak selalu meniru persis apa yang Anda dengar. Anda menyesuaikan diri tergantung apakah Anda sedikit terlalu cepat atau terlambat, dan perlahan seluruh kerumunan menjadi sinkron,” jelasnya.
**Model Matematika Phase-Response Curve**
Dari pengamatan tersebut, para peneliti menyusun model matematika yang disebut phase-response curve. Model ini pada dasarnya adalah aturan sederhana yang memprediksi bagaimana sinyal dari luar dapat mengubah ritme internal suatu organisme.
Dalam kasus kunang-kunang, kurva tersebut menjelaskan bagaimana kilatan cahaya dari individu lain memengaruhi waktu kedipan berikutnya.
Konsep seperti ini sebenarnya sudah lama digunakan dalam berbagai bidang ilmu, misalnya studi tentang neuron yang menembakkan sinyal secara serempak di otak, penelitian tentang ritme biologis tubuh, hingga mekanisme jam biologis atau ritme sirkadian.
**Pola Kompleks dari Aturan Sederhana**
Temuan ini menunjukkan bahwa pola yang tampak kompleks sebenarnya dapat muncul dari aturan lokal yang sangat sederhana.
“Penelitian ini membuka peluang untuk menemukan contoh sinkronisasi lain di alam yang mungkin belum pernah kita lihat sebelumnya,” kata Martin.
**Tantangan di Alam Liar**
Meski demikian, para ilmuwan menegaskan bahwa eksperimen di dalam tenda hanyalah langkah awal. Di alam liar, seekor kunang-kunang tidak hanya melihat satu sumber cahaya seperti dalam percobaan.
Mereka biasanya dikelilingi oleh puluhan hingga ratusan kunang-kunang lain yang semuanya berkedip pada waktu berbeda.
Interaksi yang jauh lebih kompleks inilah yang membuat pertunjukan cahaya di Congaree terlihat begitu memukau—dan sekaligus membuatnya sulit diteliti.
Karena itu, langkah selanjutnya bagi para peneliti adalah menskalakan model matematika tersebut untuk memahami bagaimana ribuan individu bisa akhirnya mencapai sinkronisasi.
**Aplikasi untuk Teknologi Robot**
Penelitian tentang kunang-kunang ternyata tidak hanya penting bagi biologi. Temuan ini juga berpotensi membantu para insinyur mengembangkan robot yang dapat bekerja secara berkelompok tanpa pemimpin.
Menurut Peleg, sinkronisasi waktu sangat penting dalam kerja kelompok robot.
“Jika banyak robot mencoba mendorong sebuah objek besar tetapi mereka mendorong pada waktu yang berbeda, mereka akan kesulitan,” katanya. “Tetapi jika mereka semua mendorong pada waktu yang sama, mereka akan jauh lebih berhasil.”
**Drone Berkomunikasi dengan Cahaya**
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: