## Profil bioakustik nyanyian cicada (Cicadidae) di lingkungan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta
(Singing bio acoustic profile of Cicadidae around the enviroment of Mathematics and Natural Sciences Faculty Yogyakarta state University)

## Sukarni Hidayati dan Agung W. Subiantoro
Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta (UNY), Kampus Karangmalang, Sleman, DI Yogyakarta 55281, tel. 08122753549, faks. (0274) 548203
diterima 2 Desember 2013, disetujui 3 Februari 2014

## Abstrak
Penelitian ini dilakukan untuk mengidentifikasi dan menggambarkan profil bioakustik nyanyian cicada yang terdapat  di  lingkungan  FMIPA  UNY.  Penelitian  ini  merupakan  penelitian  deskriptif  melalui  observasi  naturalistik. Sampel penelitian ditentukan dengan teknik scan sampling untuk suara yang memiliki kecenderungan paling tinggi intensitasnya  pada  tiga  spot  atau  wilayah  pengamatan.  Variabel  penelitian  meliputi  waktu  kemunculan  dan karakteristik  bioakusitik  nyanyian  cicada.  Instrumen  penelitian  yang  digunakan  adalah  perekam  audio  (suara) nyanyian  cicada  untuk  mendapatkan  rekaman  nyanyian  cicada  sekaligus  rentang  waktu  kemunculannya,  dan perangkat  lunak  analisis  suara  (audio)  bioakustik  untuk  menganalisis  secara  fisis-digital  karakteristik  bioakustik nyanyian  cicada.  Analisis  data  profil  bioakustik  nyanyian  cicada  dilakukan  secara  deskriptif  melalui  gambaran spectogram  dan  oscillogram  hasil  analisis  untuk  menunjukkan  pola  karakteristik  audio  nyanyian  cicada berdasarkan amplitudo (dB) dan frekuensi (Hz) suaranya. Hasil penelitian menunjukkan pola nyanyian cicada yang terdiri atas tiga fase bunyi, yang masing-masing memiliki karakteristik amplitudo (dB) dan frekuensi (Hz) yang khas.
Kata kunci: profil bioakustik, nyanyian, Cicadidae

## Abstract
This  research  is  done  to  identify  and  describe  the  singing  bio  acoustic  profile  of  Cicadidae  in  the environment  of  Mathematics  and  Natural  Sciences,  Yogyakarta  State  University.  This  research  is  a  descriptive research  through  naturalistic  observation.  The  research  sample  is  determine  using  sampling  scan  technique  for sound  which  has  a  highest  trending  sound  intensity  on  three  spots  or  observation  area.  The  research  variables consist of emergence time  and Cicadidae  singing bio  acoustic characteristic. The research instrument used is the Cicadidae  singing  (sound)  audio  recorder  to  obtain  Cicadidae  singing  recording  and  also  the  emergence  time interval,  and  bio  acoustic  (audio)  sound  analysis  software  to  analyze  physical-digitally  the  characteristic  of Cicadidae  singing  bio  acoustic.  The  data  analysis  of  Cicadidae  singing  bio  acoustic  is  done  descriptively  through the analysis results of spectrogram and oscillogram description to show the Cicadidae singing audio characteristic pattern.
Key words: bio acoustic proifle, singing, Cicadidae

## Pendahuluan
Cicada  (Jawa:  garenpung,  tonggeret) adalah salah satu kelompok hewan insekta atau
serangga yang secara taksonomik masuk dalam ordo  Hemiptera  dan  memiliki  dua  kelompok famili  utama/dominan,  yaitu  Cicadidae  dan Tibicinidae  [1].  Dari  kedua  famili  dominan
tersebut,  cicada  yang  hidup  di  Indonesia  dan sebagian  besar  Asia  Tenggara  adalah  famili
Cicadidae [2].
Penelitian berdasarkan persebaran  secara  taksonomik,  filogenetik  dan biogeograik  untuk  wilayah  Indonesia  bagian barat  garis  Wallace,  ditemukan  keragaman untuk genus Dundubia, Platylomia and Orientopsaltria. Dari  ketiga  genus  utama tersebut,  sekitar  225  spesies  ditemukan  di wilayah  paparan  Sunda  (Jawa,  Sumatera  dan Kalimantan) [3].
Nyanyian  cicada  merupakan  salah  satu fenomena  biologi  perilaku  hewan.  Secara spesifik,  cicada  mudah  dikenali  lewat  suara nyanyiannya yang muncul sebagai perilaku khas dan  berlaku  sebagai  penanda  spesies  [4]. Nyanyian  khas  ini  merupakan  penanda  musim kawin,  yang  dihasilkan  cicada  jantan  untuk memikat  betina.  Musim  kawin  cicada  sendiri termasuk  dalam  kategori  ultradian,  sebab periode  kemunculannya  lebih  dari  satu  tahun, akibat dari siklus hidupnya yang panjang. Genus Gigacicada  misalnya,  yang  hidup  di  daratan Amerika  memiliki  siklus  hidup  17  tahun  sekali [5,6].  Namun,  berbeda  dengan  yang  ada  di Amerika,  di  Indonesia  fenomena  perilaku bernyanyi  ini  dapat  ditemukan  tiap  tahun. Pengenalan pola nyanyian ini sangat bermanfaat sebagai bentuk pengetahuan keanekaragaman  (biodiversity)  dan  monitoring perubahan  lingkungan  khususnya  kondisi  fauna [7].  Penelitian  dan  kajian  lebih  lanjut  pola  dan profil  nyanyian  cicada,  sebagai  penanda  atau identitas  spesies,  sangat  penting  dilakukan sebagai salah satu upaya konservasi.
Berdasarkan  observasi  awal,  fenomena nyanyian  cicada  dapat  ditemukan  di  lingkungan kampus  Universitas  Negeri  Yogyakarta.  Pada tahun  2011,  perilaku  nyanyian  ini  muncul  pada awal  bulan  Maret  sampai  dengan  awal  bulan Mei.  Khusus  di  lingkungan  FMIPA,  nyanyan cicada  muncul  di  kebun  biologi  dan  sekitarnya, di  MIPA  sisi  utara  dan  MIPA  bagian  selatan. Namun, penyelidikan tentang fenomena perilaku nyanyian  cicada  yang  terdapat  di  lingkungan FMIPA  tersebut  sampai  saat  ini  belum  pernah dilakukan.  Oleh  sebab  itu,  penelitian  ini dilakukan  untuk mengidentifikasi  dan mengenali profil  bioakustik  nyanyian  cicada  yang  terdapat di lingkungan FMIPA UNY.

## Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian deskripstif  yang  berupaya  mengungkap  dan menganalisis  gejala  bioakustik  nyanyian  cicada melalui  observasi  naturalistik  tanpa  memberi perlakuan  kepada  lingkungan.  Berdasarkan pengamatan  awal  di  tahun  2011,  nyanyian cicada yang terdapat di lingkungan FMIPA UNY muncul  di  sekitar  kebun  biologi,  di  kompleks MIPA  bagian  utara  dan  bagian  selatan,  antara bulan  Maret–Mei.  Suara  nyanyian  cicada  yang muncul  dari  dua  spot  yaitu  kebun  biologi  dan kompleks  MIPA  bagian  utara  adalah  yang menjadi  populasi  penelitian  karena  intensitas kemunculannya  yang  tinggi.  Sampel  penelitian adalah  kemunculan  suara  yang  ditentukan melalui  teknik  scan  sampling  [8]  yang  direkam selama  sepekan  pada  bulan  April  2012, bedasarkan kecenderungan intensitas harian.
Variabel  penelitian  ini  meliputi  waktu kemunculan dan karakteristik bioakusitik nyanyian  cicada.  Instrumen  penelitian  yang digunakan  adalah  1)  instrumen  perekam  audio (suara)  nyanyian  cicada,  menggunakan  alat Orbitor  Listening  Device  Spy  Voice  Catch Recording  untuk  mendapatkan  rekaman  audio nyanyian  cicada  sekaligus  rentang  waktu kemunculannya,  2)  instrumen  analisis  suara (audio)  bioakustik  menggunakan  perangkat lunak  (software)  Sound  Forge  Pro ® seri  8 produksi Sony ® , untuk menganalisis secara fisis- digital  karakteristik  bioakustik  nyanyian  cicada. Analisis  data  profil  bioakustik  nyanyian  cicada dilakukan  secara  deskriptif  melalui  gambaran spectogram  dan  oscillogram  hasil  analisis dengan  perangkat  lunak  untuk  menunjukkan pola karakteristik audio nyanyian cicada berdasarkan  amplitudo  (dB)  dan  frekuensi  (Hz) suaranya.

## Hasil dan Diskusi
Suara  nyanyian  cicada  yang  direkam pada kedua spot pengambilan data sebanyak 16 sampel,  yang  muncul  antara  pukul  08.00-13.00 WIB.  Rentang  waktu  perekaman  ini  dipilih berdasarkan pengamatan awal yang menunjukkan  bahwa  pada  rentang  waktu tersebut  intensitas  harian  kemunculan  suara nyanyian  cicada  cenderung  lebih  banyak  atau sering  dibanding  setelah  tengah  hari.  Namun,
dari  16  rekaman  tersebut  tidak  semua  data digunakan.  Berdasarkan  analisis  awal,  tidak semua  rekaman  menunjukkan  kualitas  data yang  baik,  khususnya  karena  gangguan  suara lain  (noise)  dan  tidak  utuhnya  rekaman  untuk satu pola nyanian cicada.
Berdasarkan  analisis  bioakustik  hasil rekaman  diperoleh  gambaran  bahwa  rentang waktu  munculnya  bunyi  nyanyian  bervariasi antara  32,4–120  detik.  Namun,  variasi  rentang waktu  kemunculan  ini  tetap  menunjukkan  pola nyanyian yang terdiri atas tiga fase, seperti yang diilustrasikan  gambar  1.  Masing-masing  fase muncul dengan karakteristik bunyi yang spesifik. Fase  A  merupakan  fase  awal  bunyi  dengan frekuensi  ±  3.417  Hz  dan  amplitudo  ±  (-)53  dB (gambar  2).  Fase  B  merupakan  fase  kedua bunyi  berfrekuensi  ±  3.519  Hz  dan  amplitudo  ±
(-)48  dB  (gambar  3).  Fase  C  adalah  fase  akhir dengan frekuensi ± 4.012 Hz dan amplitudo ± (- )48  dB  (gambar  4).  Berdasarkan  spectogram (gambar  1.b)  tampak  adanya  berkas  kenaikan gelombang  bunyi  pada  waktu  tertentu  (bagian dilingkari). Gejala kenaikan gelombang bunyi  ini merupakan penanda transisi dari fase A ke fase B, dan fase B ke fase C.
Mencermati  besarnya  frekuensi  dan amplitudo  pada  masing-masing  fase,  terlihat adanya perbedaan ukuran untuk kedua besaran tersebut.  Jika  ukuran  tersebut  dihubungkan dengan  spectogram,  maka  terdapat  perubahan frekuensi  dan  amplitudo yang  terjadi  antar fase, meski perubahan ukuran frekuensi dan amplitudo  yang  terjadi  dari  fase  B  ke  fase  C tidak  terlalu  besar/nyata  dibanding  perubahan dari fase A ke fase B.
(a)
(b)
Gambar 1. Gambaran oscillogram (a) dan spectogram (b) pola bioakustik nyanyian cicada yang menunjukkan tiga fase bunyi; fase A-B-C.
A C B
(a)
(b)
Gambar 2. Gambaran oscillogram (a) dan spektrum (b) bioakustik nyanyian cicada fase A.
(a)
(b)
Gambar 3. Gambaran oscillogram (a) dan spektrum (b) bioakustik nyanyian cicada fase B.
(a)
(b)
Gambar 4. Gambaran oscillogram (a) dan spektrum (b) bioakustik nyanyian cicada fase C.
Tiga  fase  pola  nyanyian  cicada  yang tergambar  dari  analisis  bioakustik  (Gambar  1) menunjukkan  profil  nyanyian  serupa  dengan penelitian sebelumnya. [7, 9, 10]. Secara umum, karakteristik  bioakustik  nyanyian  cicada  dapat dideskripsikan sebagai berikut:
1)  Fase  I,  merupakan  bunyi  dengungan yang  dimulai  perlahan  dan  secara  linier meningkat  sampai  lebih  kurang  2-kali lipat.  Suara  fase  I  ini  dihasilkan  dari bunyi “klik” ganda yang berulang.
2)  Fase  II,  setelah  selang  waktu  tertentu, suara  fase  I  akan melambat membentuk pola  frekuensi  dan  modulasi  tertentu,
yang  terdiri  atas  tipe  short  echeme  (SE) dengan  intensitas  dan  frekuensi  yang serupa  dan  diselingi  suara  dengung (buzzing sound, BS) secara ritmik.
3)  Fase  III,  merupakan  fase  klimaks. Ditandai  dengan  intensitas  suara  yang tinggi  dari  suara  BS  fase  sebelumnya dan  diikuti  unit  frekuensi  termodulasi (frequency  modulated,  FM)  yang  juga terjadi secara periodik.
Jika  gambaran  oscillogram  (Gambar  1) tiap  fase  dianalisis  dengan  skala  lebih  kecil, akan tampak profil gelombang masing-masing.
(a)
(b)

## (c)
Gambar 5. Gambaran oscillogram skala kecil fase I (a), fase II (b) dan fase III (c).
Untuk  fase  I,  karakter  suara  dengung perlahan  dan  secara  linier  meningkat  tampak dari gambaran struktur gelombang yang terbentuk  (Gambar  5.a).  Struktur  gelombang  ini menunjukkan  besarnya  frekuensi  dan  amplitudo yang  cenderung  tetap.  Berbeda  dengan  fase  I,
struktur gelombang fase II menunjukkan perubahan
tinggi gelombang bertahap (modulasi) disertai selingan pendek berfrekuensi khas  yang  disebut  short  echeme  (Gambar  5.b, bagian  dilingkari).  Pada  fase  klimaks  (fase  III), intensitas  suara  yang  lebih  tinggi muncul  dalam rentang  waktu  yang  panjang  dengan  frekuensi termodulasi  secara  ritmik  (Gambar  5.c).  Jika dicermati  gambar  1,  fase  III  tampak  mengalami penurunan  intensitas  gelombang  seolah  serupa dengan  gelombang  fase  II.  Namun  demikian, berdasarkan  analisis  spektrum  gelombang, besarnya  frekuensi  gelombang  yang  menurun ini lebih tinggi dibanding gelombang fase II, yaitu sebesar 4.160 Hz.
Suara  nyanyian  cicada  dihasilkan  dari struktur  bernama  tymbal,  yang  terletak  di  sisi atas  abdomen.  Tymbal  merupakan  modifikasi dari  eksoskeleton,  berbentuk  membran  tipis yang  dilengkapi  dengan  aparatus  serupa  sisir tebal.  Kontraksi  dan  relaksasi  otot  internal menyebabkan  timbal  bergetar  dan  berinteraksi denga struktur pelengkapnya sehingga menghasilkan  suara  “klik”  yang  berulang-ulang dan  berirama.  Struktur  abdomen  cicada  yang berlapis-lapis  berperan  dalam  resonansi  suara “klik”  tersebut,  sehingga  nyanyian  cicada menjadi  sangat  nyaring.  Karakter  suara  yang dihasilkan  dari  struktur  tymbal  ini  yang  lantas disebut sebagai bioakustik (Leong, 2012).
Perubahan  pola  ketiga  fase  nyanyian cicada  dipengaruhi  oleh  ritme  kontraksi  dan relaksasi  otot  abdomen  yang  memunculkan getaran. Struktur abdomen cicada yang berlapis, selain  berperan  dalam menghasilkan  resonansi, menyebabkan pola getaran secara tidak bersamaan dalam satu rentang waktu, melainkan  terjadi  secara  simultan  (bergantian). Akibatnya, perubahan ritme getaran menimbulkan  overlaping  resonansi  suara  ”klik” yang secara bertahap meninggi dan termodulasi (dengan kesan berselang-seling) (Gogala, et. al., 2004).  Besarnya  frekuensi  dan  amplitudo  ritme getaran  ini  spesifik  untuk  setiap  spesies  dan sangat  dipengaruhi  oleh  karakteristik  anatomi- fisiologi  bioakustik.  Namun,  penelitian  ini  belum sampai  pada  penyelidikan  karakteritik  tersebut dan  bagaimana  korelasinya  dengan  profil bioakustik yang dihasilkan.

## Kesimpulan
Berdasarkan  analisis  data  peneltian dapat  disimpulkan  profil  bioakustik  nyanyian cicada  yang  ada  di  lingkungan  FMIPA  UNY sebagai berikut:
1)  Pola  nyanyian  cicada  terdiri  atas  tiga  fase, dimana masing-masing fase bunyi nyanyian memiliki intensitas spesifik.
2)  Fase  I  merupakan  fase  awal  dengan frekuensi  ±  3.417  Hz  dan  amplitudo  ±  (-)53 dB;  fase  II merupakan  bunyi  berfrekuensi  ± 3.519 Hz dengan amplitudo ± (-)48 dB; fase III  adalah  fase  akhir  dengan  frekuensi  ± 4.012 Hz dan amplitudo ± (-)48 dB.
3)  Perubahan  karakteritik  gelombang  antar fase  ditandai  dengan  adanya  frekuensi termodulasi yang khas untuk setiap fase.
Penelitian  ini  belum  dapat  menjelaskan bagaimana  karakteritik  anatomi-fisiologi  struktur tymbal  pada  tubuh  cicada  yang  diteliti  dan kaitannya  dengan  profil bioakustik  nyanyiannya. Oleh sebab itu, penelitian lebih lanjut tentang hal tersebut  perlu  dilakukan,  terutama  agar  lebih dapat menjelaskan bagaimana karakteritik spesies yang bersangkutan.

## Ucapan Terima kasih
Tim  peneliti  menyampaikan  terima  kasih yang  sebesar-besarnya  kepada  Fakultas  MIPA UNY  yang  telah  memberi  bantuan  dana sehingga  peneltian  ini  dapat  dilaksanakan dengan baik.

## Pustaka
[1] J.  P.  Duffels  dan  H.  Turner,  Journal  of Systemic  Entomology,  27  (2002)  pp. 235-261.
[2] Matija  Gogala  and  T.  Trilar,  Phantastic Songs  of  the  S.E.  Asian  Cicadas,  2012
(online) http://www.pms- lj.si/staff/bioacoustics/asian.html (diunduh pada 4 Maret 2012).
[3] H.  Duffels,  Hans,  Cicadas  of  South-East Asia and The West Pacific, 2012 (Online)
http://www.science.uva.nl/entomol/Cicad asSE.html#forover20  (diunduh  pada  5 Maret 2012).
[4] T.  M.  Leong,  Journal  of  Nature  in Singapore, 5 (2012) pp. 13-17.
[5] G.  Scott,  Essential  Animal  Behavior, Oxford: Blakwell Publishing, 2005.
[6] C. Barnard, Animal Behavior; Mechanism,  Development,  Function  and Evolution.  England:  Pearson  Prentice Hall, 2004.
[7] M.  Gogala  dan  T.  Trilar,  Journal  of Serangga, 9(1/2) (2014) pp. 63-81.
[8] M.  S.  Dawkins,  Observing  Animal Behaviour;  Design  and  Analysis  of Quantitative  Data.  New  York:  Oxford University Press, 2007.
[9] M. Gogala, et.al., Journal of Scopolia, 54 (2004) pp. 1-16.
[10] J.  Presern,  M.  Gogala,  T.  Trilar,  Journal of  Acta  Entomologica  Slovenica,  12  (2) (2004) pp. 239-248.